Kada ste usred nečega, može biti teško reći koliko je tačno veliko. Na primjer, galaksija Mliječni put.
Ne možemo ga precizno fotografirati izvana, pa se naše najbolje procjene temelje na mjerenjima udaljenosti od objekata u predgrađu.
Procjena zasnovana na prošlogodišnjim podacima mapiranja Gaia dala nam je promjer diska od oko 260 000 svjetlosnih godina. Ali kao što Sunčev uticaj putuje dalje od Kuiperovog pojasa, gravitacioni uticaj i gustina Mliječnog puta – njegovog nevidljivog oreola tamne materije – putuju dalje od diska.
Koliko još? Pa, kao što su pokazali novi proračuni, poprilično. U novom radu podnetom Monthly Notices Kraljevskog astronomskog društva i otpremljenom na arXiv, astrofizičarka Alice Dyson sa Univerziteta Durham u Velikoj Britaniji i kolege pronašle su prečnik od 1,9 miliona svjetlosnih godina.
Mliječni put ima više od onoga što možemo vidjeti – sve zvijezde i plin koji kruže oko Strijelca A, supermasivne crne rupe u središtu galaksije. To znamo jer se zvijezde na vanjskim rubovima galaktičkog diska kreću mnogo brže nego što bi trebale biti pod gravitacijskim utjecajem otkrivene materije.
Dodatna gravitaciona sila koja ovom potisku daje poticaj tumači se kao da dolazi iz tamne materije – ogromnog sfernog oreola materije koji okružuje galaktički disk. Ali s obzirom na to da tamnu materiju ne možemo otkriti direktno, njezino prisustvo moramo zaključiti na osnovu toga kako ona utječe na okolnu materiju.
Evo šta su radili Deason i njene kolege.
Prvo su izveli kozmološke simulacije oreola tamne materije galaksija sa masom Mliječnog puta, kako pojedinačno, tako i u analogama Lokalne grupe, male grupe galaksija oko 9,8 miliona svjetlosnih godina kojoj pripada Mliječni put.
Dijagram oreola tamne materije naše galaksije. (Digitalni svemir / Američki prirodoslovni muzej).
Oni su bili posebno fokusirani na blizinu Mliječnog puta do M31, AKA, galaksije Andromeda, našeg najbližeg velikog susjeda, i na koji će se Mliječni put sudariti za oko 4,5 milijardi godina. Dvije galaksije su trenutno udaljene oko 2,5 miliona svjetlosnih godina – dovoljno blizu da već gravitiraju u interakciji.
Koristeći nekoliko različitih programa, tim je modelirao halo tamne materije Mliječnog puta gledajući radijalnu brzinu – orbitalnu brzinu objekata koji kruže oko galaksije na različitim udaljenostima – i gustinu kako bi pokušao definirati rub haloa tamne materije.
Sve ove simulacije pokazale su da je izvan haloa tamne materije radijalna brzina objekata poput patuljastih galaksija primjetno manja.
Zatim su ga uporedili sa bazom podataka o patuljastim galaksijama oko Mliječnog puta Lokalne grupe. I, kako su predviđale njihove simulacije, došlo je do naglog pada radijalne brzine. Radijalna udaljenost koju je tim izračunao do ove granice bila je oko 292 kiloparseka – oko 950.000 svjetlosnih godina.
Udvostručite taj promjer i dobićete nešto više od 1,9 miliona svjetlosnih godina.
Ova se udaljenost još uvijek može poboljšati i treba je poboljšati, jer to nije bio glavni cilj ove studije, ali proračun pomaže nametnuti važna ograničenja na Mliječnom putu i može se koristiti za pronalaženje takvih granica za druge galaksije.
U mnogim analizama oreola Mliječnog puta, njegov vanjski rub predstavlja temeljno ograničenje. Izbor je često subjektivan, ali kao što smo rekli, poželjno je fizički i / ili promatrački definirati vanjski rub. Ovdje smo povezali granicu raspodjele tamne materije s posmatranim zvjezdanim oreolom ', napisali su istraživači u svom članku.
“Velika je nada da će novi podaci pružiti pouzdanija i preciznija mjerenja granica Mliječnog puta i obližnjih galaksija.”
Studija je prihvaćena za objavljivanje u Monthly Notices of the Royal Astronomical Society i dostupna je na web lokaciji arXiv.
Izvori: Fotografija: (ESA / Gaia / DPAC, CC BY-SA 3.0 IGO)
