Астрономи з'ясували масу Чумацького Шляху: в галактиці менше темної матерії, ніж вважалося

Щоб визначити свою масу, потрібно просто встати на ваги та подивитися, яке число вони покажуть. Такі числа показують масу будь-якого об'єкта на Землі, виходячи з її гравітації. Тобто маса тіла людини на іншій планеті, де гравітація буде вищою або нижчою, звісно ж, відрізнятиметься. Але все трохи складніше під час визначення маси галактик. Автори нового дослідження, опублікованого на сервері препринтів arXiv, виміряли масу Чумацького Шляху за допомогою розрахунку того, наскільки важко покинути її гравітаційне поле, пише Universe Today.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Виміряти масу Землі використовуючи її гравітацію не так просто. Річ у тім, що наша планета не є ідеальною сферою та ідеально однорідною масою, тому її гравітаційне тяжіння незначно відрізняється по всій планеті. Але тим не менш, якщо покласти на ваги щось масою 1 кг, то вага, яка буде показана, відповідатиме вазі 1 кг у гравітаційному полі Землі. І так можна отримати значення маси нашої планети.

Але як можна визначити масу нашої галактики? Наприклад, потрібно оцінити кількість зірок у галактиці та їхню масу. Після цього потрібно оцінити масу всього міжзоряного газу та пилу. А після цього ще потрібно хоча б приблизно оцінити кількість темної матерії. Це досить складний метод вимірювання маси Чумацького Шляху.

Інший метод оцінки маси нашої галактики полягає в тому, що потрібно оцінити зміну в швидкості руху зірок залежно від відстані від центру Чумацького Шляху. Це називається крива обертання, і вимірювання показують, що Чумацький Шлях має масу від 600 млрд до 1 трлн мас Сонця. Такий великий розрив у показниках маси говорить про те, наскільки складно виміряти масу нашої галактики.

Автори дослідження запропонували новий метод, який допомагає краще оцінити масу Чумацького Шляху. Вчені пропонують використовувати швидкість втікання зірок у нашій галактиці. Якщо зірка рухається досить швидко, вона може подолати силу гравітації Чумацького Шляху та полетіти в міжгалактичний простір. Відомо, що для того, аби зірка втекла з галактики, її мінімальна швидкість має залежати від маси Чумацького Шляху. Тому якщо виміряти цю швидкість, то можна отримати значення маси.

Але астрономам відомо дуже мало зірок, яким вдалося покинути межі нашої галактики, а цього недостатньо, щоб отримати точне уявлення про масу Чумацького Шляху. Тому вчені використали статистичний розподіл швидкостей зірок, який виміряв космічний телескоп Gaia.

Цей метод вимірювання маси можна порівняти з вимірюванням маси Місяця за допомогою невеликої кількості місячного пилу. Якщо стояти на Місяці та підкидати догори пил, то частинки, які рухалися повільніше, виявляться вище, ніж швидші частинки пилу. Якщо виміряти швидкість і положення частинок, то статистичний зв'язок між швидкістю й висотою покаже, наскільки сильно гравітація Місяця притягує до себе ці частинки. І так можна визначити масу Місяця.

Зірки в Чумацькому Шляху можна порівняти з такими частинками пилу, які рухаються в гравітаційному полі нашої галактики. Учені використовували швидкість і положення мільярдів зірок, щоб оцінити швидкість утікання на різних відстанях від центру Чумацького Шляху. В результаті вони з'ясували, що маса нашої галактики становить 640 млрд мас Сонця. Якщо це значення правильне, то це означає, що в Чумацькому Шляху трохи менше темної матерії, ніж вважали вчені.

Як уже писав Фокус, у Венери все ж є супутник, і він отримав свою офіційну назву внаслідок помилки. У Венери немає звичайних супутників, але в неї є квазісупутник, якому нарешті дали ім'я після вивчення дитячого плаката.