Frågan om att väga en galax är en astronomisk utmaning, speciellt om det är galaxen du bor i. Överraskande nog föreslog forskare flera sätt att bestämma Vintergatans massa på en gång, sammanfattade resultaten i en ny forskning och presenterade det bästa värdet.
Det första sättet är att observera stjärnornas rörelse i galaxen. De flesta av stjärnorna i Vintergatan rör sig ungefär i en cirkel runt det galaktiska centrumet. Eftersom gravitationen är den kraft som håller stjärnorna i sina banor, kan du använda stjärnans hastighet och avstånd från centrum för att bestämma massan i dess bana.
Alla stjärnor har inte cirkulära banor, men det har de vanligtvis. Därför är det för kända stjärnor möjligt att plotta grafen över hastighetens beroende av avståndet från centrum och erhålla den så kallade rotationskurvan. Mätning av denna kurva i Vintergatan och andra galaxer blev det första beviset på att galaxer har en mycket större massa än vad som kan förklaras av synliga stjärnor. Detta ledde till idén om mörk materia.
Ett av problemen med rotationskurvmetoden är att vi bara kan mäta stjärnor till ett visst avstånd. Vi vet nu att det mesta av massan i vår galax inte är koncentrerad till mitten, utan snarare sprider sig utåt i den galaktiska gloria. Så forskare kan uppskatta massan av en halo från rotationskurvan, men de kan också observera rörelsen hos klotformade stjärnhopar.
Globulära hopar är ljusa täta hopar av stjärnor. Stjärnor inuti ett klotformigt kluster är gravitationsmässigt bundna, vilket gör att hoparna rör sig genom galaxen som ett enda objekt. De är i sfären som omger Vintergatan, så forskare säger att mätning av deras rörelse hjälper till att mäta massan av den galaktiska halo.
För att mäta det yttre området av den galaktiska halo kan vi observera rörelsen hos följeslagare som de magellanska molnen. På ett avstånd av cirka 1,4 miljoner ljusår från Vintergatan finns cirka 60 små galaxer. Inte alla av dem kretsar runt vår galax, men många av dem gör det. Eftersom de är utanför vår galaktiska halo, bestäms deras omloppsrörelser av hela vår galax massa. Den enda nackdelen med detta tillvägagångssätt är att resultatet inte är särskilt exakt, med bara några dussin galaxer i banor.
Alla dessa tillvägagångssätt beräknar Vintergatans massa baserat på omloppsrörelse. Men forskare säger att vissa metoder inte förlitar sig på orbital rörelse. En av dem är att studera tidvatteneffekterna av dvärggalaxer. I vår galax historia finns det flera klothopar och dvärggalaxer som kom för nära den centrala delen av Vintergatan och som slets isär av tidvattenkrafter. Resterna av dessa galaxer bildar stjärnströmmar som Skyttens ström. Genom att beräkna dessa strömmars rörelse kan forskare uppskatta galaxens massa.
Ett annat tillvägagångssätt är att observera stjärnor som lämnar vår galax. Ibland kolliderar en stjärna nästan med en annan stjärna och får tillräckligt med hastighet för att lämna vår galax. Eftersom flykthastigheten beror på galaxens massa, ger en statistisk uppskattning av stjärnornas flykthastighet galaxens massa. Slutligen tittar forskare på den lokala gruppen av galaxer, som inkluderar Andromedagalaxen och dess satellitgalaxer.
Varje tillvägagångssätt har sina egna fördelar och nivåer av noggrannhet, och ingen av dem är XNUMX% sann i sig själv. Forskare tog det genomsnittliga statistiska värdet av olika metoder och härledde vad som kan kallas det bästa värdet av massan av vår galax. Det är en biljon solmassor, plus eller minus några hundra miljarder solmassor.
Läs också: