Astronomia słynie z tego, że zadaje więcej pytań niż odpowiedzi. Zwróć uwagę, że ogromna większość materii jest niewidoczna.
Chociaż astronomowie zgromadzili przytłaczające dowody, że ciemna materia stanowi około 84 procent materii wszechświata - dostarczając prostych wyjaśnień dotyczących obrotu poszczególnych galaktyk, ruchów odległych gromad galaktyk i zginania odległego światła gwiazd - pozostają niepewni co do jakichkolwiek szczegółów.
Teraz grupa australijskich astronomów uważa, że w Drodze Mlecznej jest tylko o połowę mniej ciemnej materii niż wcześniej sądzono.
W 1933 r. Szwajcarski astronom Fritz Zwicky zaobserwował gromadę śpiączkową - gromadę galaktyk oddaloną o około 320 milionów lat świetlnych od siebie i prawie 2 lata świetlne średnicy - i stwierdził, że porusza się zbyt szybko. Po prostu nie było wystarczającej ilości widocznej materii, aby utrzymać gromadę galaktyk razem.
Zwicky doszedł do wniosku, że musi istnieć ukryty składnik, znany jako maczuga Materie lub ciemna materia, która powodowała, że ruchy tych galaktyk były tak duże.
W 1978 roku amerykańska astronomka Vera Rubin spojrzała na poszczególne galaktyki. Astronomowie w dużej mierze zakładali, że galaktyki obracają się podobnie jak nasz Układ Słoneczny, a planety zewnętrzne obracają się wolniej niż planety wewnętrzne. Ten argument jest zgodny z prawami Newtona i założeniem, że większość masy znajduje się w centrum.
Ale Rubin odkrył, że galaktyki nie obracają się niczym nasz własny Układ Słoneczny. Gwiazdy zewnętrzne nie obracały się wolniej niż gwiazdy wewnętrzne, ale równie szybko. Na obrzeżach każdej galaktyki musiała znajdować się ciemna materia.
Teraz astronom Prajwal Kafle z University of Western Australia i jego koledzy po raz kolejny zaobserwowali prędkość gwiazd na obrzeżach naszej galaktyki, Drogi Mlecznej. Ale zrobił to o wiele bardziej szczegółowo niż poprzednie szacunki.
Na podstawie prędkości gwiazdy stosunkowo łatwo jest obliczyć dowolną masę wewnętrzną. Poniższe proste równanie pokazuje, że masa wewnętrzna (M) jest równa odległości gwiazdy od centrum galaktycznego (R) razy jej kwadratowa prędkość (V), wszystko podzielone przez stałą grawitacyjną (G):
Kafle i jego koledzy zastosowali chaotyczną fizykę, tłumacząc niechlujność galaktyki. Ale punkt utrzymuje, z prędkością gwiazdy, możesz obliczyć dowolną masę wewnętrzną. Dzięki prędkościom wielu gwiazd z pewnością będziesz dokładniejszy. Zespół odkrył, że ciemna materia w naszej galaktyce waży 800 miliardów razy więcej niż masa Słońca, co stanowi połowę wcześniejszych szacunków.
„Obecna idea powstawania i ewolucji galaktyk… przewiduje, że wokół Drogi Mlecznej powinna znajdować się garstka dużych galaktyk satelitarnych, które są widoczne gołym okiem, ale nie widzimy tego” - powiedział Kafle w komunikacie prasowym. Jest to zwykle określane jako problem braku satelitów i od lat omija astronomów.
„Kiedy użyjemy naszego pomiaru masy ciemnej materii, teoria przewiduje, że powinny tam być tylko trzy galaktyki satelitarne, co dokładnie widzimy; Wielki Obłok Magellana, Mały Obłok Magellana i Galaktyka Krasnoludów Strzelca - powiedział Kafle.
Te nowe pomiary mogą udowodnić, że Droga Mleczna nie jest wcale takim gigantycznym astronomem, jak wcześniej sądzili. Pomagają również wyjaśnić, dlaczego na orbicie jest tak mało galaktyk satelitarnych. Ale najpierw wyniki będą musiały zostać potwierdzone, ponieważ przeciwstawiają się licznym innym sposobom ważenia ciemnej materii w naszej galaktyce.
Wyniki zostały opublikowane w czasopiśmie Astrophysical Journal i są dostępne online.
