Czy byłeś kiedyś zaskoczony corocznym ważeniem w gabinecie lekarskim, gdy stwierdził, że waga łazienkowa w domu była nieprawidłowa? Lub kupiłeś nową skalę, która różniła się opiniami od twojej starej? Tak właśnie stało się z naszą własną Galaktyką, Drogą Mleczną. „Galaktyka jest cieńsza, niż nam się wydawało” - powiedział Xiangxiang Xue z Instytutu Astronomii im. Maxa Plancka w Niemczech i National Astronomical Observatories of China, którzy kierują zespołem badawczym wykorzystującym Sloan Digital Survey do pomiaru masy gwiazd w galaktyce . „Jesteśmy bardzo zaskoczeni tym wynikiem” - powiedział Donald Schneider, członek zespołu badawczego z Penn State. Badacze wyjaśnili, że to nie dieta galaktyczna odpowiadała za ostatnie odchudzanie galaktyki, ale dokładniejsza skala.
Naukowcy wykorzystali ruchy odległych gwiazd, aby dokonać nowego określenia masy Drogi Mlecznej. Zmierzyli ruchy 2400 gwiazd „niebieskiej poziomej gałęzi” w rozszerzonej aureoli gwiezdnej otaczającej dysk galaktyki. Pomiary te osiągają odległości prawie 200 000 lat świetlnych od centrum Galaktyki, mniej więcej na brzegu regionu pokazanego na powyższym obrazku. Nasze Słońce leży około 25 000 lat świetlnych od centrum Galaktyki, mniej więcej w połowie drogi na dysku galaktycznym. Na podstawie prędkości tych gwiazd naukowcy byli w stanie znacznie lepiej oszacować masę halo ciemnej materii Drogi Mlecznej, która okazała się znacznie „szczuplejsza” niż wcześniej sądzono.
Odkrycie opiera się na danych z projektu znanego jako SEGUE (Sloan Extension for Galactic Understanding and Exploration), ogromnego badania gwiazd w Drodze Mlecznej. Korzystając z pomiarów SEGUE prędkości gwiezdnych w zewnętrznej Drodze Mlecznej, regionie znanym jako aureola gwiezdna, badacze określili masę Galaktyki, wywodząc wielkość grawitacji wymaganą do utrzymania gwiazd na orbicie. Część tej grawitacji pochodzi od samych gwiazd Drogi Mlecznej, ale większość z nich pochodzi z rozkładu niewidzialnej ciemnej materii, która wciąż nie jest w pełni zrozumiała.
W ostatnich poprzednich badaniach masy Drogi Mlecznej wykorzystano mieszane próbki od 50 do 500 obiektów. Implikowali masy do dwóch trylionów razy masy Słońca dla całkowitej masy Galaktyki. Dla kontrastu, gdy pomiar SDSS-II w ciągu 180 000 lat świetlnych jest korygowany do pomiaru masy całkowitej, daje on wartość nieco mniejszą niż jeden bilion razy masę Słońca.
„Ogromny rozmiar SEGUE daje nam ogromną przewagę statystyczną” - powiedział Hans-Walter Rix, dyrektor Instytutu Astronomii im. Maxa Plancka. „Możemy wybrać jednolity zestaw znaczników, a duża próbka gwiazd pozwala nam skalibrować naszą metodę względem realistycznych komputerowych symulacji Galaktyki.” Inny współpracownik, Timothy Beers z Michigan State University, wyjaśnił: „Trudno jest zmierzyć całkowitą masę Galaktyki, ponieważ utknęliśmy w jej środku. Jest to jednak najbardziej fundamentalna liczba, którą musimy znać, jeśli chcemy zrozumieć, jak powstała Droga Mleczna lub porównać ją z odległymi galaktykami, które widzimy z zewnątrz. ”
Wszystkie obserwacje SDSS-II pochodzą z 2,5-metrowego teleskopu w Obserwatorium Apache Point w Nowym Meksyku. Teleskop wykorzystuje mozaikowy aparat cyfrowy do obrazowania dużych obszarów nieba i spektrografów zasilanych 640 włóknami optycznymi w celu pomiaru światła od poszczególnych gwiazd, galaktyk i kwazarów. Beers powiedział, że widma gwiezdne SEGUE zmieniają płaskie niebo w wielowymiarowe widoki Drogi Mlecznej, zapewniając odległości, prędkości i skład chemiczny setek tysięcy gwiazd.
Źródło: Penn State, arXiv
