Η μάζα του Γαλαξία μετρήθηκε και βρέθηκε η μισή

Πηγή: NewScientist, 28 Μαΐου 2008

Ο Γαλαξίας μας έχει το μισό βάρος από όσο προηγουμένως νομίζαμε, προτείνουν κάποιες νέες μετρήσεις. Η ανακάλυψη αυτή πρέπει να επιβεβαιωθεί, αλλά ταιριάζει με τις πρόσφατες μελέτες που υπαινίσσονται ότι ο Γαλαξίας αναπτύσσει μια πιο ασθενή βαρυτική έλξη στους γειτονικούς νάνους γαλαξίες, από αυτή που προηγουμένως θεωρούσαμε.

Μετρήθηκαν οι κινήσεις σχεδόν 2.500 άστρων προκειμένου να ζυγιστεί ο Γαλαξίας

Ο ήλιος μας κατοικεί σε έναν μεγάλο γαλαξία, που όπως και οι άλλοι γαλαξίες, το μεγαλύτερο μέρος της μάζας του είναι υπό μορφή σκοτεινής ύλης, μια μυστήρια, αόρατη ουσία που αποκαλύπτει την παρουσία της μόνο από την βαρυτική της έλξη πάνω στα αστέρια και το μεσοαστρικό αέριο.

Προκειμένου να μετρηθεί η μάζα του Γαλαξία μας, οι αστρονόμοι μετρούν τις ταχύτητες των άστρων που κινούνται σε τροχιά γύρω από αυτόν. Όσο γρηγορότερα κινούνται, τόσο μεγαλύτερη πρέπει είναι η μάζα του Γαλαξία για να μην διαφύγουν στο διαγαλαξιακό διάστημα.

Δύο τρισεκατομμύρια Ήλιοι

Προηγούμενες μελέτες των ταχυτήτων 50 έως 500 άστρων έδειξαν ότι η μάζα του Γαλαξία μας είναι περίπου 2 τρισεκατομμύρια φορές τη μάζα του ήλιου. Άλλες μελέτες έχουν μετρήσει τις ταχύτητες των νάνων γαλαξιών, που πιστεύουμε ότι είναι σε τροχιά γύρω από το Γαλαξία, και έχουν φθάσει σχεδόν στον ίδιο αριθμό.

Αλλά μια νέα μελέτη που μέτρησε τις ταχύτητες σχεδόν 2.500 άστρων προτείνει ότι η αληθινή μάζα είναι λίγο πιο κάτω από 1 τρισεκατομμύριο ήλιους.

"Ο Γαλαξίας είναι πιο λεπτός από όσο νομίζαμε," λέει ο Xiangxiang Xue των εθνικών αστρονομικών παρατηρητήριων της Κίνας, ο οποίος ήταν επικεφαλής στη μελέτη.

Η ομάδα του Xue ανέλυσε τα στοιχεία από μια έρευνα για αστέρια, που λέγεται SEGUE (Sloan Extension for Galactic Understanding and Exploration), που είναι μέρος ενός μεγαλύτερου προγράμματος, του διάσημου Ψηφιακή Έρευνα Ουρανού Sloan  (SDSS) που χρησιμοποιεί ένα τηλεσκόπιο 2,5 μέτρων στο Νέο Μεξικό. Τα αστέρια στο δείγμα απείχαν από, περίπου, 13.000 έως σχεδόν 200.000 έτη φωτός από το γαλαξιακό κέντρο. Ο ήλιος για σύγκριση είναι περίπου 25.000 έτη από το κέντρο.

Κίνηση άστρου από το φάσμα

Η έρευνα SEGUE μέτρησε το φάσμα από κάθε αστέρι, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να υπολογίσει την ταχύτητα του αστεριού προς ή μακριά από τη γη. Η ομάδα του Xue σύγκρινε αυτές τις ταχύτητες με τις προσομοιώσεις των κινήσεων των άστρων στους γαλαξίες διαφορετικών μαζών για να υπολογίσει τη μάζα του Γαλαξία.

Κι έτσι έφθασαν σε μια μάζα του Γαλαξία 0,93 τρισεκατομμύριο φορές αυτής του ήλιου. Η αληθινή τιμή θα μπορούσε να είναι συν ή πλην 0,25 τρισεκατομμύρια ηλιακές μάζες όταν λαμβάνονται υπόψη οι αβεβαιότητες στις μετρήσεις, υποστηρίζει η ομάδα.

"Η συνολική μάζα του Γαλαξία είναι δύσκολο να μετρηθεί επειδή είμαστε κολλημένοι στη μέση της," λέει ο Timothy Beers μέλος της ομάδας του πανεπιστημίου του Μίτσιγκαν. "Αλλά αυτός είναι ο πιο θεμελιώδης αριθμός που πρέπει να ξέρουμε εάν θέλουμε να καταλάβουμε πώς σχηματίστηκε ο Γαλαξίας ή αν τον συγκρίνετε με τους απόμακρους γαλαξίες που βλέπουμε."

Τεράστιο πλεονέκτημα

Παρόλη την διαφορά μεταξύ αυτού του μεγέθους και των προηγούμενων μετρήσεων, η ομάδα είναι βέβαιη για το αποτέλεσμά της, λόγω του τεράστιου αριθμού των άστρων που έχει βασιστεί. "Το τεράστιο μέγεθος της έρευνας SEGUE μας δίνει ένα τεράστιο στατιστικό πλεονέκτημα," λέει το μέλος Hans-Walter Rix, διευθυντής του Ινστιτούτου Max Planck για την αστρονομία στη Χαϋδελβέργη.

Οι προηγούμενες μελέτες που χρησιμοποίησαν τις κινήσεις των νάνων γαλαξιών μπορεί να έχουν κάνει λάθος στην υπόθεση ότι όλοι οι γαλαξίες που μέτρησαν ήταν σε τροχιακή κίνηση γύρω από το Γαλαξία, προτείνει η ομάδα. Αυτοί δείχνουν τις πρόσφατες μετρήσεις που λένε ότι ο Γαλαξίας ασκεί μια πιο ασθενή ελκτική δύναμη πάνω σε δύο κοντινούς νάνους γαλαξίες, τα Νέφη του Μαγγελάνου, από όσο προηγουμένως υπολογίζαμε.

Μια ακριβέστερη μέτρηση της μάζας του Γαλαξία θα μπορούσε να γίνει στο μέλλον, σε μια προτεινόμενη επέκταση της έρευνας SDSS την SDSS-ΙΙΙ, η οποία θα περιελάμβανε μετρήσεις άστρων πάνω από 300.000 έτη φωτός μακριά από το γαλαξιακό κέντρο.