Махнете се от светлините на града, погледнете нагоре и ще видите едно от чудесата на нощното небе - ярките облачни ленти от звезди, които съставят галактиката Млечен път. Нашият галактически дом е обширен и красив, но много мистерии за него остават.
Например, въпреки десетилетия опити, астрономите тепърва ще определят точно колко тежи нашата галактика, като оценките варират от където и да е между 700 милиарда и 2 трилиона пъти повече от масата на нашето слънце.
Претеглянето на галактика, особено докато живеете в нея, не е лесна задача. „Това е като да се опитате да направите преброяване на населението на САЩ, но не можете да използвате интернет и не можете да напуснете града, в който живеете“, каза пред Live Science астрономът Екта Пател от Университета на Аризона в Тусон. Никой не може да залепи Млечния път в космически мащаб и просто прочете резултата.
Част от проблема е, че по-голямата част от масата на галактиката е невидима. Тъмната материя, загадъчно вещество, което не отделя никаква светлина, представлява около 85 процента от нашия Млечен път, каза Пател. Така че просто преброяването на звездите в нашата галактика няма да ви стигне много далеч.
Следователно изследователите обикновено разглеждат орбитата на някакъв небесен обект, каза Пател. Методът се основава на уравненията на гравитацията, получени от Исак Нютон преди повече от 300 години, които ви казват, че скоростта и разстоянието, при което по-малко тяло се върти около по-голямо, са свързани с масата на по-големия обект.
Един метод, използван в проучване за 2017 г., публикувано в The Astrophysical Journal, е да се разгледат малки сателитни галактики на стотици хиляди светлинни години, които обикалят Млечния път точно както планетите обикалят около звезда. Но има проблем с тези спътникови галактики. "Орбитите им са дълги милиарди години", каза Пател, което означава, че след няколко кратки години те едва ще се раздвижат и изследователите не могат лесно да определят орбиталната им скорост.
В проучване, публикувано през юни 2018 г. в The Astrophysical Journal, Patel и нейните колеги опитаха нов метод за претегляне на галактиката. Те разгледаха суперкомпютърни симулации на виртуални вселени, които могат да възпроизведат много аспекти от нашия космос, и се опитаха да намерят примери за малки галактики, които орбитират по-големи.
След това около 90 000 от тези симулирани спътникови галактики са сравнени с данни за девет реални галактики, обикалящи около Млечния път. Екипът избра онези, чиито орбитални свойства най-добре съвпадат с реалните спътникови галактики и разгледа масата на симулираната галактика, която обикаляха.
Това им даде доста добра оценка за истинската маса на нашата галактика, която достигна 960 милиарда пъти повече от масата на слънцето. Пател каза, че резултатът й е добре в средата на повечето предишни, въпреки че все още има място за по-голяма точност. Това вероятно ще дойде от спътника Gaia на Европейската космическа агенция, който наскоро осигури изключително добри измервания на орбиталните свойства на 30 слаби джуджета галактики, обикалящи около Млечния път. Използването на тези данни, заедно с космологичните симулации за фина настройка на измерването на теглото, е "в моя списък със задачи", каза Пател.
Наскоро космическият телескоп Хъбъл и спътникът Gaia на Европейската космическа агенция комбинираха своите наблюдения върху кълбовидни звездни клъстери или острови от звезди, които обикалят около сърцето на галактиката и откриха, че Млечният път тежи приблизително 1,5 трилиона слънчеви маси. Това число, което може би е едно от най-точните, скоро ще бъде публикувано в следващия брой на The Astrophysical Journal.
Познаването на масата на галактиката би помогнало на астрономите за много неща, каза Пател. От една страна, астрономите биха могли да изчислят по-добре орбитите на спътникови галактики, тъй като те зависят от масата на Млечния път. По-тежките галактики също имат повече спътници в орбита им и досега телескопите са забелязали около 50 галактики, обикалящи Млечния път. Тъй като не знаем точно колко тежи галактиката, учените не са сигурни точно колко спътникови галактики трябва да очакват да намерят. И накрая, истинската тежест на Млечния път ще помогне на изследователите да разберат каква част от масата му е тъмна материя спрямо обикновената материя.
Пател се надява, че бъдещите проучвания и по-добрите данни в крайна сметка ще затлачат тази неуловима неизвестност.
"Мисля, че през следващите 10 или 20 години ще имаме по-добър отговор", каза тя.
Бележка на редактора: Тази история е публикувана първоначално на 4 септември 2018 г. Обновена е на 7 март 2019 г. в 13:30 ч. Е.Т. да се включи допълнителна оценка на масата на Млечния път, взета от наблюденията, събрани от космическия телескоп Хъбъл на НАСА и спътника Gaia на Европейската космическа агенция.
