Astronomii au folosit satelitul astrometric Gaia și telescopul spațial Hubble pentru a măsura masa galaxiei Căii Lactee până în prezent. Noile rezultate și-au plasat masa la nivelul galaxiei M31 din Andromeda.
Astronomii erau deja nervoși în legătură cu valoarea incertă a greutății galaxiei noastre, la fel cum părinții sunt nervoși cu privire la greutatea descendenților lor. Acest lucru este de înțeles, deoarece greutatea unui copil servește ca indicator al multor factori importanți, cum ar fi sănătatea și creșterea lor. Este similar cu masa galaxiei.
Mișcarea grupurilor de stele
Laura Watkins (Space Telescope Science Institute, SUA) și colegii săi au folosit recent date publicate de la lansarea satelitului astrometric Gaia al ESA, precum și aproximativ 10 ani de observații ale telescopului spațial Hubble (Hubble), pentru a urmări mișcările a 46 de sisteme stelare mari cuplate îndeaproape. Acestea sunt cunoscute în astronomie ca grupuri globulare, iar orbitele lor în jurul nucleului galaxiei pot ajuta la determinarea masei sale. Forța gravitațională a Căii Lactee determină mișcarea acestor grupuri de stele, explică co-autorul profesorului Wyn Evans (Universitatea din Cambridge, Marea Britanie). Dacă galaxia noastră este mai masivă, grupurile globulare se vor mișca mai repede datorită gravitației sale mai puternice. Multe măsurători anterioare au măsurat doar așa-numitul viteza radială, t. j. viteza în direcția fasciculului de la sau către Pământ. Așa cum a spus W. Evans: Am fost de asemenea capabili să măsurăm viteza tangențială a grupurilor de stele, adică viteza într-o direcție perpendiculară pe raza de departe de Pământ. Din aceasta și din viteza radială, viteza spațială totală este apoi derivată și se poate calcula masa galaxiei. O echipă de astronomi a determinat astfel masa galaxiei Căii Lactee la 1,5 trilioane de mase ale Soarelui.
Greutatea ca indicator
Desenarea dimensiunilor relative ale discului Căii Lactee și a sălii sale interioare și exterioare, sursă www.spacetelescope.org
Masa galaxiei noastre afectează totul: de la înțelegerea originii sale până la natura materiei întunecate. De-a lungul anilor, astronomii au descoperit că masa sa este undeva între 0,5 și 3 trilioane de mase ale Soarelui. Există numeroase motive pentru o variație atât de mare. Una dintre ele este dificultatea de a ne studia galaxia, deoarece noi facem parte din ea și, de exemplu, praful din planul galactic ne face imposibilă observarea stelelor mai îndepărtate și mai slabe. Un alt motiv este faptul că, dacă astronomii urmează orbitele obiectelor, cum ar fi clusterele globulare, măsurarea mișcării lor pe cer este foarte dificilă. Observațiile durează mulți ani, până când este posibil să se găsească așa-numitele lor mișcare proprie.
Și exact asta au făcut acum Laura Watkins și colegii ei cu programele Hubble: monitorizează mișcările stelelor de aproximativ 10 ani, precum și datele din a doua serie a misiunii prin satelit Gaia, care monitorizează stelele din 2014.
Problema materiei întunecate
Cu toate acestea, cea mai mare problemă este că o mare parte din chestiunea pe care astronomii vor să o ia în considerare nu este vizibilă. Este ascuns în materia întunecată, nu în stele. În plus, haloul unei galaxii a materiei întunecate se poate extinde până la un milion de ani lumină de la centrul său. Chiar dacă astronomii studiază orbita unui grup globular în jurul nucleului galaxiei, acesta va putea determina doar cantitatea de materie din interiorul orbitei sale. Cel mai îndepărtat cluster globular din studiul lui L. Watkins este la 130.000 de ani lumină de nucleu. Pentru a determina masa dincolo de această limită, astronomii trebuie să facă anumite presupuneri despre natura și forma sălii materiei întunecate din jurul Căii Lactee. Cu toate acestea, noua măsurare este atât de precisă încât a ajutat la o mai bună vizualizare a multor alte lucruri. În viitor, ar fi util să găsim câteva obiecte mai îndepărtate pentru a-și urmări traiectoria în holul exterior - undeva la aproximativ 300.000 de ani lumină de miercuri. Watkins prezice că Gaia va continua să determine mișcările unui număr mult mai mare de grupuri globulare. Astronomii vor putea astfel rafina masa Căii Lactee folosind această metodă și alte metode.
RNDr. Zdeněk Komárek, fotografie ESO
Conectați-vă sau înregistrați-vă pentru a accesa conținutul exclusiv al abonaților sau pentru a comanda o versiune tipărită a revistei Quark.