За да бъдем ясни, определянето на масата на Галактиката на Млечния път не е проста задача. От една страна, наблюденията са трудни, защото Слънчевата система лежи дълбоко в диска на самата галактика. Но в същото време има и масата на ореола на тъмната материя на нашата галактика, която е трудно да се измери, тъй като тя не е „светеща“ и следователно невидима за конвенционалните методи за откриване.
Настоящите оценки на общата маса на галактиката се основават на движенията на приливни струи от газови и кълбовидни клъстери, които са повлияни от гравитационната маса на галактиката. Но досега тези измервания са дали масови оценки, които варират от един до няколко трилиона слънчеви маси. Както професор Льоб обясни пред сп. „Космос“ по имейл, точното измерване на масата на Млечния път е от голямо значение за астрономите:
„Млечният път осигурява лаборатория за тестване на стандартния космологичен модел. Този модел прогнозира, че броят на спътниковите галактики на Млечния път зависи чувствително от неговата маса. При сравняване на прогнозите с преброяването на известни спътникови галактики е от съществено значение да се знае масата на Млечния път. Освен това общата маса калибрира количеството невидима (тъмна) материя и определя добре дълбочината на гравитационния потенциал и предполага колко бързо трябва да се движат звездите, за да избягат в междугалактическото пространство. "
Заради своето проучване проф. Льоб и д-р Фрагионе избраха да предприемат нов подход, който включваше моделиране на движенията на HVS за определяне на масата на нашата галактика. Досега в нашата галактика са открити над 20 HVS, които пътуват със скорост до 700 km / s (435 mi / s) и са разположени на разстояния от около 100 до 50 000 светлинни години от галактическия център.
Смята се, че тези звезди са изхвърлени от центъра на нашата галактика благодарение на взаимодействията на двоични звезди със свръхмасивната черна дупка (SMBH) в центъра на нашата галактика - ака. Стрелец А *. Въпреки че точната им причина все още е предмет на дебати, орбитите на HVS могат да бъдат изчислени, тъй като те са напълно определени от гравитационното поле на галактиката.
Както обясняват в своето проучване, изследователите са използвали асиметрията в разпределението на радиалната скорост на звездите в галактическия ореол, за да определят гравитационния потенциал на галактиката. Скоростта на тези ореоли е зависима от потенциалната скорост на бягство на HVS, при условие че времето, необходимо за HVS да изпълни една орбита, е по-кратко от живота на ореолите.
От това те успяха да разграничат различните модели за Млечния път и гравитационната сила, която упражнява. Чрез приемането на номиналното време на пътуване на тези наблюдавани HVS - което те са изчислени на около 330 милиона години, приблизително същото като средния живот на ореолите звезди - те успяха да получат гравитационни оценки за Млечния път, което даде възможност за оценки на общата му маса ,
„Чрез калибриране на минималната скорост на несвързаните звезди установяваме, че масата на Млечния път е в границите на 1,2-1,9 трилиона слънчеви маси“, каза Льоб. Въпреки че все още е обект на обхват, тази последна оценка е значително подобрение в сравнение с предишни оценки. Нещо повече, тези оценки са в съответствие с нашите съвременни космологични модели, които се опитват да отчетат цялата видима материя във Вселената, както и тъмната материя и тъмната енергия - модела на Lambda-CDM.
„Предполагаемата маса на Млечния път е в обхвата, очакван в рамките на стандартния космологичен модел - каза Леоб,„ където количеството на тъмната материя е около пет пъти по-голямо от това на обикновената (светеща) материя. “
Въз основа на тази разбивка може да се каже, че нормалната материя в нашата галактика - т.е. звезди, планети, прах и газ - представлява между 240 и 380 милиарда слънчеви маси. Така че не само това последно проучване предоставя по-точни ограничения на масата за нашата галактика, но би могло и да ни помогне да определим точно колко звездни системи са там - сегашните оценки казват, че Млечният път има между 200 и 400 милиарда звезди и 100 милиарда планети ,
Отвъд това, това изследване е важно и за изследването на космическата формация и еволюция. Поставяйки по-прецизни оценки върху масата на нашата галактика, които са в съответствие с текущото разпадане на нормалната материя и тъмната материя, космолозите ще могат да създадат по-точни данни за това как е била нашата Вселена. Една стъпка clsoer към разбирането на Вселената на най-великите от везните!
