Choďte preč od mestských svetiel, pozrite sa a uvidíte jeden z divov nočnej oblohy - jasné zamračené pruhy hviezd, ktoré tvoria galaxiu Mliečna dráha. Náš galaktický domov je obrovský a krásny, ale veľa záhad o ňom ostáva.
Napríklad, napriek desaťročiam pokusov, astronómovia musia ešte presne určiť, ako veľmi naša galaxia váži, pričom odhady sa pohybujú od 700 miliárd do 2 biliónovnásobku hmotnosti nášho slnka.
Váženie galaxie, najmä keď v nej žijete, nie je ľahká úloha. "Je to ako pokúsiť sa sčítanie ľudu v USA, ale nemôžete používať internet a nemôžete opustiť mesto, v ktorom žijete," uviedol pre agentúru Live Science astronóm Ekta Patel z Arizonskej univerzity v Tucsonu. Nikto nemôže držať Mliečnú dráhu v kozmickom meradle a len prečítať výsledok.
Súčasťou problému je to, že väčšina hmoty galaxie je neviditeľná. Temná hmota, záhadná látka, ktorá nevydáva žiadne svetlo akéhokoľvek druhu, tvorí okolo 85 percent našej Mliečnej dráhy, uviedol Patel. Takže jednoducho spočítanie hviezd v našej galaxii vás nedostane príliš ďaleko.
Vedci sa preto zvyčajne pozerajú na obežnú dráhu nejakého nebeského objektu, uviedol Patel. Táto metóda je založená na gravitačných rovniciach, ktoré odvodil Isaac Newton pred viac ako 300 rokmi, ktoré vám hovoria, že rýchlosť a vzdialenosť, pri ktorej sa menšie telo otáča okolo väčšieho tela, súvisí s hmotnosťou väčšieho objektu.
Jednou z metód, ktorá sa používa v štúdii z roku 2017 uverejnenej v The Astrophysical Journal, je pozrieť sa na malé satelitné galaxie vzdialené stovky tisíc svetelných rokov, ktoré prechádzajú okolo Mliečnej dráhy rovnako ako planéty obiehajú okolo hviezdy. S týmito satelitnými galaxiami je však problém. „Ich obežné dráhy sú dlhé miliardy rokov,“ povedal Patel, čo znamená, že po niekoľkých krátkych rokoch sa sotva vydajú a vedci nedokážu ľahko určiť svoju orbitálnu rýchlosť.
V štúdii uverejnenej v júni 2018 v The Astrophysical Journal sa Patel a jej kolegovia pokúsili o novú metódu váženia galaxie. Pozreli sa na superpočítačové simulácie virtuálnych vesmírov, ktoré dokážu reprodukovať mnohé aspekty nášho vesmíru, a pokúsili sa nájsť príklady malých galaxií, ktoré obiehajú väčšie.
Približne 90 000 týchto simulovaných satelitných galaxií bolo potom porovnaných s údajmi o deviatich skutočných galaxiách obiehajúcich Mliečnú dráhu. Tím vybral tých, ktorých orbitálne vlastnosti najviac zodpovedali skutočným satelitným galaxiám, a pozrel sa na hmotnosť simulovanej galaxie, ktorú obchádzali.
To im poskytlo celkom dobrý odhad skutočnej hmotnosti našej galaxie, ktorá dosiahla 960 miliárd krát viac ako slnko. Patel uviedla, že jej výsledok je pekne uprostred tých predchádzajúcich, hoci stále existuje priestor na väčšiu presnosť. Pravdepodobne by to pochádzalo zo satelitu Gaia Európskej vesmírnej agentúry, ktorý nedávno poskytoval veľmi dobré merania orbitálnych vlastností 30 slabých trpasličích galaxií obiehajúcich po Mliečnej dráhe. Použitie týchto údajov spolu s kozmologickými simuláciami na jemné doladenie merania hmotnosti je „na mojom zozname úloh“, povedal Patel.
Hubbleov vesmírny teleskop agentúry NASA a satelit Gaia Európskej vesmírnej agentúry nedávno spojili svoje pozorovania guľových hviezdokopov alebo ostrovov hviezd, ktoré obiehajú okolo srdca galaxie, a zistili, že Mliečna dráha váži približne 1,5 bilióna slnečných hmôt. Toto číslo, ktoré môže byť jedným z najpresnejších, bude čoskoro uverejnené v nadchádzajúcom čísle časopisu The Astrophysical Journal.
Poznanie hmotnosti galaxie by pomohlo astronómom v mnohých veciach. Pre jedného by astronómovia boli schopní lepšie vypočítať obežnú dráhu satelitných galaxií, pretože tieto závisia od hmotnosti Mliečnej dráhy. Ťažšie galaxie majú tiež viac satelitov, ktoré ich obiehajú. Doteraz pozorovali ďalekohľady okolo 50 galaxií obchádzajúcich Mliečnú dráhu. Keďže nevieme presne, koľko galaxia váži, vedci si nie sú istí, koľko satelitných galaxií by mali očakávať. A konečne, skutočná váha Mliečnej dráhy by vedcom pomohla zistiť, aká časť jej hmoty je temná hmota v porovnaní s bežnou hmotou.
Patel dúfa, že budúce štúdie a lepšie údaje nakoniec určia tento nepolapiteľný neznámy.
„Myslím, že v nasledujúcich 10 alebo 20 rokoch budeme mať lepšiu odpoveď,“ povedala.
Poznámka editora: Tento príbeh bol pôvodne publikovaný 4. septembra 2018. Bol aktualizovaný 7. marca 2019 o 13:30. E.T. zahrnúť ďalší odhad hmotnosti Mliečnej dráhy, získaný z pozorovaní zhromaždených Hubbleovým vesmírnym teleskopom agentúry NASA a satelitom Gaia Európskej vesmírnej agentúry.
