De kwestie van het wegen van een melkwegstelsel is een astronomische uitdaging, vooral als het de melkweg is waarin je leeft. Verrassend genoeg stelden wetenschappers verschillende manieren voor om de massa van de Melkweg in één keer te bepalen, de resultaten samengevat in een recente Onderzoek en presenteerde de beste waarde.
De eerste manier is om de beweging van sterren in de melkweg te observeren. De meeste sterren in de Melkweg bewegen zich ruwweg in een cirkel rond het galactische centrum. Omdat zwaartekracht de kracht is die sterren in hun baan houdt, kun je de snelheid en afstand van de ster tot het centrum gebruiken om de massa in zijn baan te bepalen.
Niet alle sterren hebben cirkelvormige banen, maar meestal wel. Daarom is het voor bekende sterren mogelijk om de grafiek van de afhankelijkheid van de snelheid van de afstand tot het centrum uit te zetten en de zogenaamde rotatiecurve te verkrijgen. Meting van deze curve in Melkweg en andere sterrenstelsels werd het eerste bewijs dat sterrenstelsels een veel grotere massa hebben dan kan worden verklaard door zichtbare sterren. Dit leidde tot het idee van donkere materie.
Een van de problemen met de rotatiecurve-methode is dat we sterren slechts tot een bepaalde afstand kunnen meten. We weten nu dat het grootste deel van de massa van ons sterrenstelsel niet geconcentreerd is in het centrum, maar zich eerder naar buiten verspreidt in de galactische halo. Zo kunnen wetenschappers de massa van een halo schatten aan de hand van de rotatiecurve, maar ze kunnen ook de beweging van bolvormige sterrenhopen waarnemen.
Bolvormige sterrenhopen zijn heldere dichte sterrenhopen. Sterren in een bolvormige sterrenhoop zijn door de zwaartekracht gebonden, waardoor de sterrenhopen als een enkel object door de melkweg bewegen. Ze bevinden zich in de bol rond de Melkweg, dus wetenschappers zeggen dat het meten van hun beweging helpt bij het meten van de massa van de galactische halo.
Om het buitenste gebied van de galactische halo te meten, kunnen we de beweging van begeleidende sterrenstelsels zoals de Magelhaense Wolken observeren. Op een afstand van ongeveer 1,4 miljoen lichtjaar van de Melkweg bevinden zich ongeveer 60 kleine sterrenstelsels. Ze draaien niet allemaal in een baan om ons sterrenstelsel, maar velen wel. Omdat ze zich buiten onze galactische halo bevinden, worden hun orbitale bewegingen bepaald door de gehele massa van ons melkwegstelsel. Het enige nadeel van deze benadering is dat het resultaat, met slechts enkele tientallen sterrenstelsels in een baan, niet erg nauwkeurig is.
Al deze benaderingen berekenen de massa van de Melkweg op basis van orbitale beweging. Wetenschappers zeggen echter dat sommige methoden niet afhankelijk zijn van orbitale beweging. Een daarvan is het bestuderen van de getijdeneffecten van dwergstelsels. In de geschiedenis van ons sterrenstelsel zijn er verschillende bolvormige sterrenhopen en dwergstelsels die te dicht bij het centrale deel van de Melkweg kwamen en werden verscheurd door getijdenkrachten. De overblijfselen van deze sterrenstelsels vormen sterrenstromen zoals de Boogschutterstroom. Door de beweging van deze stromen te berekenen, kunnen wetenschappers de massa van de melkweg schatten.
Een andere benadering is om sterren te observeren die ons melkwegstelsel verlaten. Soms botst een ster bijna tegen een andere ster en krijgt hij genoeg snelheid om ons melkwegstelsel te verlaten. Aangezien de ontsnappingssnelheid afhangt van de massa van de melkweg, geeft een statistische schatting van de ontsnappingssnelheid van de sterren de massa van de melkweg. Ten slotte kijken wetenschappers naar de lokale groep sterrenstelsels, waaronder het Andromedastelsel en zijn satellietstelsels.
Elke benadering heeft zijn eigen voordelen en niveaus van nauwkeurigheid, en geen ervan is op zichzelf XNUMX% waar. Wetenschappers namen de gemiddelde statistische waarde van verschillende methoden en leidden af wat de beste waarde van de massa van ons sterrenstelsel kan worden genoemd. Het is een biljoen zonsmassa's, plus of min een paar honderd miljard zonsmassa's.
Lees ook: