Wyznaczanie trendów w nauce: Ile waży Droga Mleczna?

Naukowcom w końcu udało się przedstawić dokładne pomiary masy naszej galaktyki. Według artykułu który zostanie opublikowany w czasopiśmie „The Astrophysical Journal” jest ona znacznie większa niż dotąd sądziliśmy – prawie dwukrotnie większa od dotychczasowych szacunków.

Wykorzystując dane z teleskopu kosmicznego Hubble''a NASA i satelity Gaia Europejskiej Agencji Kosmicznej, zespół astronomów ustalił, że Droga Mleczna waży około 1,5 biliona mas Słońca.

Znajomość masy pomaga nam lepiej zrozumieć galaktykę

„Chcemy dokładniej poznać masę Drogi Mlecznej tak by móc umieścić ją w kontekście kosmologicznym i porównać z symulacjami galaktyk w ewoluującym wszechświecie” mówi dr Roeland van der Marel kierownik biura misji Wide Field Infrared Survey Telescope w Space Telescope Science Institute w Stanach Zjednoczonych w serii wypowiedzi wygłoszonych przez niego i jego międzynarodowy zespół astronomów opublikowanych w artykule na stronie CNN. „Nieznajomość dokładnej masy Drogi Mlecznej stanowi problem utrudniający odpowiedź na wiele pytań z dziedziny kosmologii”.

Połączone obserwacje teleskopów Hubble''a i Gaia wykonane na przestrzeni 10 lat dostarczyły bardziej precyzyjnych pomiarów ruchu orbitalnego grup gwiazd zwanych gromadami kulistymi w zewnętrznych regionach Drogi Mlecznej. Dr van der Marel dodaje: „To szczęście, że mieliśmy dostęp do tak wielkiego zestawu danych. Obliczenie masy Drogi Mlecznej z taką dokładnością nie byłoby możliwe bez tych dwóch teleskopów kosmicznych”.

„Im większa masa galaktyki, tym szybciej gromady poruszają się pod wpływem grawitacji”, tłumaczy Neil Wyn Evans, profesor z Instytutu Astronomii Uniwersytetu Cambridge. „Większość wcześniejszych pomiarów pozwalała na określenie prędkości, z jaką gromada zbliża się lub oddala od Ziemi, czyli prędkości wzdłuż naszej linii wzroku. Nam udało się jednak zmierzyć również ruch boczny gromad, na podstawie którego można obliczyć prędkość całkowitą, a w efekcie masę galaktyki”.

„Ze względu na ogromne odległości, gromady kuliste są jednymi z najlepszych wskaźników, dzięki którym astronomowie mogą zmierzyć masę rozległego obszaru ciemnej materii otaczającej naszą galaktykę daleko poza spiralnym dyskiem gwiazd”, mówi dr Sangmo Tony Sohn reprezentujący Space Telescope Science Institute, który prowadził pomiary przy pomocy teleskopu Hubble’a.

Oszacowanie masy Drogi Mlecznej jest trudne, ponieważ większość materii w niej zawartej jest niewidoczna. „Nie jesteśmy w stanie bezpośrednio wykryć ciemnej materii”, wyjaśnia dr Laura Watkins, która kierowała badaniami w Europejskim Obserwatorium Południowym w Niemczech. „To właśnie jest przyczyną niepewności co do masy Drogi Mlecznej – nie można dokładnie zmierzyć tego, czego nie można zobaczyć!

„Poznanie masy Drogi Mlecznej jest ważne między innymi dlatego jest to najbliższa nam galaktyka” tłumaczy dr Watkins w wypowiedzi dla brytyjskiej gazety „The Guardian”. „Kontekst Drogi Mlecznej bardzo często pomaga nam zrozumieć inne aspekty wszechświata”.