Благодаря новой методике оценки массы галактики, ученые могут назвать более точные и надежные цифры. Эта информация важная не только для удовлетворения интереса, но и для различных исследований, включая будущие работы.
В Astrophysical Journal появилась публикация, в которой специалисты впервые объединили данные наблюдаемого и полного трехмерного движения нескольких спутниковых галактик Млечного пути с масштабными компьютерными симуляциями. Результатом стало получение высокоточной оценки массы нашей галактики.
Определение массы галактик играет важную роль в раскрытии фундаментальных загадок архитектуры Вселенной.
Согласно современных космологическим моделям, видимая материя галактики (звезды, газ, пыль) составляет всего 15 процентов ее массы. Оставшиеся 85 процентов – это темная материя. Та самая таинственная составляющая, которая еще не наблюдалась учеными и физические свойства которой остаются по большей части неизвестными.
Как взвешиваются галактики? Проблемы и интересные факты
Основная часть массы галактики (темная материя) сосредоточена в ее ореоле – обширном окружении, где содержится мало звезд. В наиболее распространенной космологической модели темноволоконные нити буквально охватывают всю Вселенную, рисуя светящуюся «регулярную» материю. Там, где эти нити пересекаются, газ и пыль накапливается, формируя целые галактики.
За миллиарды лет маленькие галактики сливаются между собой, создавая более массивные. Со временем их гравитация распространяется дальше (ввиду увеличения массы) и начинает притягивать небольшие галактики, которые позже становятся спутниками. Материнская галактика в этом случае определяет орбиты своих спутников точно так же, как это делает Солнце с планетами.
Мы знаем, что Вселенная расширяется. Когда две галактики сильно сближаются, их гравитация становится сильнее влияния расширения и они начинают вращаться вокруг общего центра масс, такого как Млечный Путь или, например, галактика Андромеды.
Несмотря на то, что Андромеда приближается к нашей галактике с внушительной скоростью в 110 км/с, момент слияния начнется лишь через 4,5 миллиардов лет. Для сравнения, приблизительно за такое же время человеческий волос вырастет на расстояние от Земли до Луны. Мы уже писали ранее о столкновении Млечного Пути с ближайшим соседом.
Взвесить галактику невозможно, просто взглянув на нее. Этот процесс был бы еще сложнее для нас, поскольку мы находимся внутри Млечного Пути. Поэтому, исследователи выводят массу галактики, изучая движение небесных объектов, когда они вращаются вокруг материнской галактики во главе с ее гравитационным притяжением.
Такими объектами могут быть спутниковые галактики или потоки звезд, созданные после рассеивания бывших галактик. Их также называют трассерами.
В отличие от предыдущих методов, обычно используемых для измерения массы галактики, специалисты воспользовались данными углового момента, которые дают более надежные результаты, поскольку не изменялись с течением времени.
Исследование, представленное 7 июня на 232 заседании Американского астрономического общества в Денвере, включало полное трехмерное движение 9 из 50 известных спутниковых галактик Млечного Пути, сравнивая их угловой момент с имитируемой вселенной, содержащей в общей сложности 20,000 материнских галактик, которые достаточно сильно напоминают нашу. В совокупности эта модель включает около 90,000 спутниковых галактик.
На видео показаны предсказанные прошлые орбиты 11 классических галактик Млечного Пути за последние 2 миллиарда лет.
И все же, какая масса у Млечного Пути?
По разным предварительным оценкам, масса галактики Млечный Путь составляет от 700 миллиардов до 2 триллионов солнечных масс. Новое исследование позволило назвать более точную цифру – 0,96 триллиона солнечных масс. Эти результаты также поддерживают оценки того, что галактика Андромеды (M31) более массивна.