Távolodjon el a városi fényektől, nézz fel, és látni fogja az éjszakai égbolt egyik csodáját - a Csillagok fényes felhős sávjait, amelyek a Tejút galaxist alkotják. Galaktikus otthonunk hatalmas és gyönyörű, ám sok rejtély marad fenn.
Például, az évtizedes kísérletek ellenére, a csillagászok még nem határozták meg pontosan, hogy mennyit sújt galaxisunkon, becsléseink szerint bárhol 700 milliárd és 2 trilliószeres szorzata lehet a napunk tömegének.
A galaxis mérése - különösen amíg benne élsz - nem könnyű feladat. "Olyan, mintha megpróbálnánk összegyűjteni az Egyesült Államok lakosságát, de nem használhatja az internetet, és nem hagyhatja el azt a várost, amelyben él" - mondta Ekta Patel, az arizonai egyetemi egyetemi csillagász csillagász a Live Tucson-nak. Senki sem ragadhatja meg a Tejút kozmikus léptékben, és csak olvassa le az eredményt.
A probléma része az, hogy a galaxis tömegének nagy része láthatatlan. A sötét anyag, egy titokzatos anyag, amely semmiféle fényt nem bocsát ki, tejútunk körülbelül 85% -át teszi ki - mondta Patel. Tehát egyszerűen a csillagok megszámlálása a galaxisunkban nem vezet túl messzire.
Ezért a kutatók általában némely égitest tárgy pályáját vizsgálják - mondta Patel. A módszer az Isaac Newton több mint 300 évvel ezelõtt kapott gravitációs egyenletein alapszik, amelyek azt mondják, hogy egy kisebb test nagyobb fordulatszáma és sebessége a nagyobb tárgy tömegéhez kapcsolódik.
Az egyik módszer, amelyet egy, az Astrophysical Journalban közzétett 2017. évi tanulmányban használnak, a százezer fényév távolságra lévő kicsi műholdas galaxisok megnézése, amelyek a Tejút körül mozognak, akár a csillagok körüli bolygók keringnek. De van egy probléma ezekkel a műholdas galaxisokkal. "Keringő pályáik milliárd évig tartanak" - mondta Patel, és azt jelentette, hogy néhány rövid év után alig fognak buddhizni, és a kutatók nem tudják könnyedén meghatározni az orbitális sebességüket.
Az Astrophysical Journal 2018 júniusában közzétett tanulmányában Patel és munkatársai új módszert kipróbáltak a galaxis mérésére. Megvizsgálták a virtuális világegyetemek szuperszámítógépes szimulációit, amelyek reprodukálhatják kozmoszunk sok aspektusát, és megkíséreltek találni példákat a nagyobb galaxisokra keringő kis galaxisokra.
Ezen szimulált műholdas galaxisok közel 90 000-ét összehasonlítottuk a Tejút körül keringő kilenc valódi galaxis adataival. A csapat kiválasztotta azokat, amelyek orbitális tulajdonságai a legjobban illeszkedtek a valódi műholdas galaxisokhoz, és megvizsgálta a szimulált galaxis tömegét, amelyen körül mentek.
Ez nagyon jó becslést adott számukra galaxisunk valódi tömegéről, amely a nap tömegének 960 milliárdszorosara bemegy. Patel szerint az eredménye szépen a korábbi eredmények közepén áll, bár még mindig van hely a nagyobb pontossággal. Ez valószínűleg az Európai Űrügynökség Gaia műholdjából származik, amely a közelmúltban rendkívül jó eredményeket adott a Tejút körül keringő 30 halk törpe galaxis keringési tulajdonságairól. Ezen adatoknak a kozmológiai szimulációkkal történő felhasználása a súlymérés finomhangolására "a tennivalók listáján" - mondta Patel.
A közelmúltban a NASA Hubble Űrtávcsője és az Európai Űrügynökség Gaia műholdja egyesítette a gömbös csillagcsoportok vagy csillagszigetek megfigyeléseit, amelyek a galaxis szívét keringik, és azt találták, hogy a Tejút körülbelül 1,5 billió napenergiát vesz fel. Ezt a számot, amely talán az egyik legpontosabb, hamarosan közzéteszik az Astrophysical Journal következő kiadásában.
A galaxis tömegének ismerete sok szempontból segítené a csillagászokat - mondta Patel. Egyrészt a csillagászok jobban meg tudnák számolni a műholdas galaxisok pályáit, mivel ezek a Tejút tömegétől függenek. A nehezebb galaxisoknak is több műholda van, amelyek keringnek körülöttük, és eddig a távcsövek mintegy 50 galaxist észleltek a Tejút körül. Mivel nem tudjuk pontosan, hogy mekkora a galaxis súlya, a tudósok nem tudják pontosan, hány műholdas galaxist kell számolniuk. Végül, a Tejút valódi súlya segítené a kutatókat abban, hogy megtudják, tömegének hány része van a sötét anyagnak, szemben a normál anyaggal.
Patel reméli, hogy a jövőbeli tanulmányok és a jobb adatok végül megszabják ezt a megfoghatatlan ismeretlent.
"Azt hiszem, a következő 10 vagy 20 évben jobb választ fogunk kapni" - mondta.
A szerkesztő megjegyzés: Ezt a történetet eredetileg 2018. szeptember 4-én tették közzé. Frissítették: 2019. március 7-én, 13:30kor. E. T. a Tejút tömegének további becslése, amely a NASA Hubble Űrtávcsőjével és az Európai Űrügynökség Gaia műholdasával összegyűjtött megfigyelésekből származik.
