Spørgsmålet om at veje en galakse er en astronomisk udfordring, især hvis det er den galakse, du bor i. Overraskende nok foreslog forskere flere måder at bestemme massen af Mælkevejen på én gang, opsummerede resultaterne i en nylig forskning og præsenteret den bedste værdi.
Den første måde er at observere stjernernes bevægelse i galaksen. De fleste af stjernerne i Mælkevejen bevæger sig nogenlunde i en cirkel omkring det galaktiske centrum. Da tyngdekraften er den kraft, der holder stjerner i deres kredsløb, kan du bruge stjernens hastighed og afstand fra centrum til at bestemme massen i dens kredsløb.
Ikke alle stjerner har cirkulære baner, men det har de normalt. Derfor er det for kendte stjerner muligt at plotte grafen over hastighedens afhængighed af afstanden fra centrum og få den såkaldte rotationskurve. Måling af denne kurve i Mælkevejen og andre galakser blev det første bevis på, at galakser har en meget større masse, end det kan forklares med synlige stjerner. Dette førte til ideen om mørkt stof.
Et af problemerne med rotationskurvemetoden er, at vi kun kan måle stjerner ud til en vis afstand. Vi ved nu, at det meste af massen af vores galakse ikke er koncentreret i centrum, men snarere spreder sig udad i den galaktiske glorie. Så forskere kan estimere massen af en halo ud fra rotationskurven, men de kan også observere bevægelsen af kugleformede stjernehobe.
Kuglehobe er lyse tætte hobe af stjerner. Stjerner inde i en kuglehob er gravitationsbundet, hvilket får hopene til at bevæge sig gennem galaksen som et enkelt objekt. De er i sfæren omkring Mælkevejen, så videnskabsmænd siger, at måling af deres bevægelse hjælper med at måle massen af den galaktiske glorie.
For at måle det ydre område af den galaktiske glorie kan vi observere bevægelsen af ledsagende galakser såsom de magellanske skyer. I en afstand af omkring 1,4 millioner lysår fra Mælkevejen er der omkring 60 små galakser. Ikke alle af dem kredser om vores galakse, men mange af dem gør det. Fordi de er uden for vores galaktiske glorie, bestemmes deres orbitale bevægelser af hele vores galakse. Den eneste ulempe ved denne tilgang er, at med kun et par dusin galakser i kredsløb, er resultatet ikke særlig nøjagtigt.
Alle disse tilgange beregner Mælkevejens masse baseret på orbital bevægelse. Forskere siger dog, at nogle metoder ikke er afhængige af orbital bevægelse. En af dem er at studere tidevandseffekterne af dværggalakser. I historien om vores galakse er der adskillige kuglehobe og dværggalakser, der kom for tæt på den centrale del af Mælkevejen og blev revet fra hinanden af tidevandskræfter. Resterne af disse galakser danner stjernestrømme såsom Skytten-strømmen. Ved at beregne bevægelsen af disse strømme kan videnskabsmænd estimere galaksens masse.
En anden tilgang er at observere stjerner, der forlader vores galakse. Nogle gange kolliderer en stjerne næsten med en anden stjerne og får nok fart til at forlade vores galakse. Da flugthastigheden afhænger af galaksens masse, giver et statistisk estimat af stjernernes flugthastighed galaksens masse. Endelig ser forskerne på den lokale gruppe af galakser, som omfatter Andromeda-galaksen og dens satellitgalakser.
Hver tilgang har sine egne fordele og niveauer af nøjagtighed, og ingen af dem er XNUMX% sande i sig selv. Forskere tog den gennemsnitlige statistiske værdi af forskellige metoder og udledte, hvad der kan kaldes den bedste værdi af massen af vores galakse. Det er en billion solmasser, plus eller minus et par hundrede milliarder solmasser.
Læs også: