Kad būtų aišku, nustatyti Paukščių Tako galaktikos masę nėra paprasta užduotis. Viena vertus, stebėjimas yra sunkus, nes Saulės sistema yra giliai pačios galaktikos diske. Bet tuo pačiu metu yra ir mūsų galaktikos tamsiosios medžiagos halo masė, kurią sunku išmatuoti, nes ji nėra „šviečianti“, todėl nematoma įprastiems aptikimo metodams.
Dabartiniai bendros galaktikos masės įvertinimai yra pagrįsti dujų ir potvynių bangų potvynių judesiais ir rutuliniais spiečiais, kuriuos abu įtakoja galaktikos gravitacinė masė. Tačiau iki šiol šie matavimai sudarė masės įverčius, kurie svyruoja nuo vieno iki kelių trilijonų saulės masių. Kaip profesorius Loebas paaiškino „Space Magazine“ el. Paštu, tiksliai nustatyti Paukščių Tako masę yra labai svarbu astronomams:
„Pieno kelias“ yra laboratorija standartiniam kosmologiniam modeliui išbandyti. Šis modelis numato, kad Paukščių Tako palydovinių galaktikų skaičius labai priklauso nuo jo masės. Lyginant prognozes su žinomų palydovinių galaktikų surašymu, būtina žinoti Paukščių Tako masę. Be to, visa masė sukalibruoja nematomos (tamsiosios) medžiagos kiekį ir gerai nustato gravitacinio potencialo gylį bei reiškia, kaip greitai žvaigždės turėtų judėti, kad galėtų ištrūkti į tarpgalaktinę erdvę. “
Dėl to prof. Loeb ir Dr. Fragione savo tyrimui pasirinko naują požiūrį, kuris apėmė HVS judesių modeliavimą, siekiant nustatyti mūsų galaktikos masę. Iki šiol mūsų galaktikoje buvo aptikta daugiau nei 20 HVS, kurie juda iki 700 km / s (435 mi / s) greičiu ir yra maždaug 100–50 000 šviesmečių atstumu nuo galaktikos centro.
Manoma, kad šios žvaigždės buvo išmestos iš mūsų galaktikos centro dėl dvejetainių žvaigždžių sąveikos su supermasyviąja juodąja skyle (SMBH) mūsų galaktikos centre - aka. Šaulys A *. Nors dėl tikslios jų priežasties vis dar diskutuojama, HVS orbitas galima apskaičiuoti, nes jas visiškai nustato galaktikos gravitacinis laukas.
Kaip jie aiškina savo tyrime, tyrinėtojai panaudojo žvaigždžių radialinio greičio pasiskirstymo galaktikos halogeno asimetriją galaktikos gravitaciniam potencialui nustatyti. Šių halo žvaigždžių greitis priklauso nuo galimo HVS pabėgimo greičio, su sąlyga, kad laikas, per kurį HVS užbaigia vieną orbitą, yra trumpesnis nei halo žvaigždžių gyvavimo laikas.
Iš to jie galėjo atskirti skirtingus Paukščių Tako modelius ir jo veiktą gravitacinę jėgą. Priėmę šių stebimų HVS nominalųjį kelionės laiką - kuris, jų skaičiavimais, buvo maždaug 330 milijonų metų, maždaug tiek, kiek vidutinis halogeninių žvaigždžių tarnavimo laikas, - jie sugebėjo apskaičiuoti Paukščių tako gravitacinius įvertinimus, kurie leido apskaičiuoti bendrą jo masę .
„Kalibravę mažiausią nesurištų žvaigždžių greitį, mes pastebime, kad Paukščių Tako masė yra 1,2–1,9 trilijonų saulės masių diapazone“, - sakė Loeb. Nors šis paskutinis įvertinimas vis dar priklauso nuo diapazono, jis yra reikšmingas pagerėjimas, palyginti su ankstesniais vertinimais. Be to, šie vertinimai atitinka mūsų dabartinius kosmologinius modelius, kuriais bandoma atsekti visą matomą materiją Visatoje, taip pat tamsiąją medžiagą ir tamsiąją energiją - „Lambda-CDM“ modelį.
„Nuspėjama Paukščių Tako masė yra diapazone, kurio tikimasi pagal standartinį kosmologinį modelį“, - sakė Leobas, „kur tamsiosios medžiagos kiekis yra maždaug penkis kartus didesnis nei paprastosios (šviesiosios) medžiagos.“
Remiantis šiuo suskirstymu, galima teigti, kad normali materija mūsų galaktikoje - t. Y. Žvaigždės, planetos, dulkės ir dujos - sudaro nuo 240 iki 380 milijardų saulės masių. Taigi ne tik šis naujausias tyrimas pateikia tikslesnius mūsų galaktikos masės apribojimus, bet ir gali padėti mums tiksliai nustatyti, kiek žvaigždžių sistemų yra ten - dabartiniai vertinimai sako, kad Paukščių Takas turi nuo 200 iki 400 milijardų žvaigždžių ir 100 milijardų planetų. .
Be to, šis tyrimas taip pat reikšmingas kosminio formavimo ir evoliucijos tyrimui. Pateikdami tikslesnius mūsų galaktikos masės įvertinimus, kurie atitinka dabartinį normaliosios ir tamsiosios materijos suskirstymą, kosmologai galės sudaryti tikslesnes ataskaitas apie tai, kaip atsirado mūsų Visata. Vienas žingsnis, siekiant suprasti visatą pagal pačias didžiausias svarstykles!
