Млечный Путь может быть гораздо легче, чем думали ранее

Насколько массивен Млечный Путь? Оказывается, на этот вопрос очень сложно ответить. Представьте себе одну клетку вашего тела, пытающуюся определить вашу общую массу, и вы поймете, насколько это может быть сложно.

Несмотря на все трудности, новое исследование рассчитало точную массу нашей галактики, и она меньше, чем думали ранее.

Один из способов определить массу галактики — посмотреть на так называемую кривую ее вращения. Измерьте скорость звезд в галактике в зависимости от их расстояния от галактического центра.

Скорость, с которой вращается звезда, пропорциональна количеству массы на ее орбите, поэтому по кривой вращения галактики вы можете составить карту функции массы на радиус и получить хорошее представление о ее общей массе.

Ученые измерили кривые вращения нескольких близлежащих галактик, таких как Андромеда, поэтому они довольно точно знают массы многих галактик.

Но поскольку мы находимся в самом Млечном Пути, у нас нет хорошего обзора звезд по всей галактике. Ближе к центру галактики так много газа и пыли, что мы даже не видим звезд на дальней стороне.

Поэтому вместо этого ученые измеряют кривую вращения, используя нейтральный водород, который излучает слабый свет с длиной волны около 21 сантиметра. Это не так точно, как измерения звезд, но оно дало приблизительное представление о массе нашей галактики.

Астрономы также изучили движение шаровых скоплений, вращающихся в гало Млечного Пути. Исходя из этих наблюдений, лучшая оценка массы Млечного Пути составляет около триллиона солнечных масс.

Новое исследование основано на третьем выпуске данных космического телескопа Gaia. Он содержит положения более 1,8 миллиарда звезд и движения более 1,5 миллиарда звезд.

Хотя это лишь часть от предполагаемых 100–400 миллиардов звезд в нашей галактике, это достаточно большое число, чтобы вычислить точную кривую вращения. Именно это и сделала команда исследователей.

Полученная кривая вращения настолько точна, что ученые смогли определить так называемый кеплеровский спад. Это внешняя область Млечного Пути, где скорости звезд начинают падать в соответствии с законами Кеплера, поскольку почти вся масса галактики находится ближе к галактическому центру.

Кеплеровское снижение позволяет установить четкий верхний предел массы Млечного Пути. То, что обнаружили астрономы, было удивительным.

Согласно их данным, масса нашей галактики составляет около 200 миллиардов солнечных масс, что составляет пятую часть предыдущих оценок.

Абсолютный верхний предел массы Млечного Пути составляет 540 миллиардов, а это означает, что Млечный Путь как минимум вдвое легче, чем думали ранее.

Учитывая количество обычной материи в галактике, это означает, что в Млечном Пути значительно меньше темной материи, чем предполагали исследователи.