Pomocí různých metod měření vědci získali více či méně přesnou hodnotu hmotnosti naší galaxie.
Vážení galaxie je velmi obtížný úkol, zvláště když se snažíme zjistit hmotnost galaxie, ve které žijeme. Ukázalo se, že existuje několik způsobů, jak získat přesnou hmotnost Mléčné dráhy. Autoři nové studie zveřejněné na preprintovém serveru arXiv hovořili o těchto metodách a prezentovali to, co považují za nejpřesnější hodnotu pro hmotnost naší galaxie, píše Phys.
V zaměření. Technologie má své Telegramový kanál. Přihlaste se k odběru, ať vám neuniknou ty nejčerstvější a nejzajímavější novinky ze světa vědy!
Jedním ze způsobů, jak odhadnout hmotnost Mléčné dráhy, je studovat pohyb hvězd v naší galaxii. Většina hvězd rotuje po kruhové dráze kolem galaktického středu. Proto je možné použít rychlost hvězdy a její vzdálenost od středu galaxie k určení hmotnosti na její oběžné dráze. Pomocí závislosti rychlosti na vzdálenosti lze získat tzv. rotační křivku. Právě měření rotační křivky jak Mléčné dráhy, tak dalších galaxií umožnilo vědcům zjistit, že mají mnohem větší hmotnost, než lze získat pozorováním hvězd. Díky tomu astronomové přišli na to, že obrovskou část hmoty galaxií tvoří temná hmota.
Vědci nyní vědí, že většina hmoty Mléčné dráhy není soustředěna ve středu, ale rozšiřuje se ven ve formě galaktického halo. Jeho hmotnost lze vypočítat pomocí rotační křivky, ale také pomocí pozorování kulových hvězdokup.
Tyto kupy jsou kompaktní skupinou gravitačně vázaných hvězd, které se pohybují galaxií jako jedna entita. Měření jejich pohybu pomáhá měřit hmotnost galaktického hala.
Pro výpočet hmotnosti nejvzdálenější části galaktického hala lze pozorovat pohyb satelitních galaxií Mléčné dráhy. Protože jsou mimo naše galaktické halo, jejich orbitální pohyby kolem naší galaxie jsou určeny celou její hmotou. Nevýhodou této metody je, že pokud existuje jen pár desítek galaxií, výsledek nebude příliš přesný, tvrdí vědci.
Vědci také nazývají jinou metodu pro výpočet hmotnosti galaxie, ale ta není založena na orbitálním pohybu určitých objektů. Například lze studovat slapové toky trpasličích galaxií, které se dostaly velmi blízko k Mléčné dráze a byly roztrhány. Ze zbytků těchto galaxií se vytvořily slapové proudy hvězd. Studiem pohybu těchto proudů můžeme odhadnout hmotnost naší galaxie, říkají vědci.
Existuje několik dalších způsobů. Můžete například pozorovat hvězdy opouštějící Mléčnou dráhu (po srážce s jinou hvězdou získají větší rychlost). Protože rychlost letu takové hvězdy závisí na hmotnosti galaxie, lze její hodnotu určit.
Podle vědců má každá z těchto metod své výhody a nevýhody, včetně toho, že mohou vykazovat jinou hodnotu pro hmotnost Mléčné dráhy. Autoři nové studie spojili všechny tyto metody dohromady, aby získali to, co považují za nejpřesnější hodnotu hmotnosti naší galaxie.
Jak studie ukazuje, hmotnost Mléčné dráhy je 1 bilion slunečních hmot, plus minus několik set miliard slunečních hmot.
Jak ukazuje nedávná studie, Mléčná dráha má úplně jinou strukturu, než vědci dříve předpokládali, jak již bylo napsáno Фокус.
- Přečtěte si nás v:
- Přečtěte si o telegramu
- Sledujte na Facebooku
- Sledujte na Twitteru
- Přečtěte si novinky Google
- Tagy:
- prostor
- astronomie
- mléčná dráha
- galaxie
- Hvězda
- hmotnosti
- масса
- Sdílet:
- poslat do telegramu
- sdílet na Facebooku
- tweet
- poslat do Viberu
- odeslat na Whatsapp
- odeslat do Messengeru
Zůstaňte v obraze s nejnovějšími zprávami ze světa gadgetů a technologií
iGuides pro chytré telefony Apple
Kolik váží naše galaxie Mléčná dráha?
Egor Morozov – 7. září 2018, 12:20
Odstupte od světel města, podívejte se na oblohu a na vlastní oči uvidíte jeden z divů vesmíru – jasný pruh hvězd, který představuje naši galaxii Mléčná dráha. Náš galaktický domov je obrovský a krásný, ale stále málo prozkoumaný – například nevíme, kolik váží. Navzdory desetiletím výpočtů mají astronomové stále velmi hrubé výsledky – od 700 miliard do 2 bilionů hmotností Slunce.
Existuje mnoho způsobů, jak vážit jiné galaxie: například pomocí gravitační čočky. Podstatou metody je, že gravitace ovlivňuje naprosto vše, dokonce i světlo (což je proud částic – fotonů). Samozřejmě to není patrné u malých objektů, jako jsou planety, ale hvězdy a ještě více galaxie již docela znatelně ohýbají světlo a čím větší je zakřivení, tím větší je hmotnost, což umožňuje určit to druhé.
Existuje i jednodušší (ale méně přesná) metoda – využívající rotaci hvězd kolem galaktického jádra. Pokud vezmete hvězdu na okraji galaxie, její dostředivé zrychlení bude záviset na hmotnosti hmoty uvnitř její oběžné dráhy. Z pozorování není obtížné vypočítat zrychlení, což umožňuje získat hmotnost galaxie.
Příkladem ohybu světla pod vlivem gravitace je gravitační čočka.
K použití výše uvedených metod však samozřejmě musíte být mimo galaxii, která vás zajímá – uvnitř ní nebude ohyb světla z ní patrný a také se stává problémem najít hvězdu na okraji galaxie. galaxie a vypočítat její rychlost (protože Sluneční soustava se také otáčí kolem středu drah Mléčné dráhy). “Je to jako snažit se provést sčítání lidu v zemi a nemůžete používat internet a nemůžete opustit město, ve kterém žijete,” řekla astrofyzička Ekta Patel z Arizona State University v Tucsonu.
Skutečnost, že většina galaxie (hmotnostně) je neviditelná, situaci nezjednodušuje. Temná hmota – záhadná látka, která nevydává žádné světlo – tvoří asi 85 % naší Mléčné dráhy, řekl Patel. Takže jednoduchý výpočet hmotnosti všech hvězd v naší galaxii poskytne výsledek, který je velmi vzdálen pravdě.
Astrofyzici se proto podle Patela obvykle obracejí k rovnicím gravitace odvozeným Isaacem Newtonem před více než 300 lety. Říkají nám, že rychlost a vzdálenost, ve které se menší těleso otáčí kolem většího tělesa, souvisí s hmotností většího tělesa.
Jedna metoda, publikovaná v časopise Astrophysical Journal, je podívat se na trpasličí galaxie stovky tisíc světelných let od Země, které obíhají kolem Mléčné dráhy stejným způsobem, jakým planety obíhají kolem hvězd. Ale s těmito satelitními galaxiemi jsou problémy. “Jejich oběžné dráhy jsou miliardy let staré,” řekl Patel, což znamenalo, že se za pár let sotva pohnou a výzkumníci budou mít problém určit jejich orbitální rychlost.
Trpasličí satelitní galaxie kolem Mléčné dráhy.
Ve své studii Patel a její kolegové vyzkoušeli novou metodu vážení galaxií. Spustili superpočítačové simulace virtuálních galaxií s malými satelitními galaxiemi kolem nich, přičemž vzali v úvahu mnoho aspektů reálného prostoru. Asi 90 000 těchto simulovaných satelitních galaxií bylo poté porovnáno s daty z devíti skutečných galaxií obíhajících kolem Mléčné dráhy. Tým vybral ty, jejichž orbitální vlastnosti nejvíce odpovídaly skutečným satelitním galaxiím Mléčné dráhy, což jim poskytlo odhad hmotnosti hostitelské galaxie.
V důsledku toho se ukázalo, že Mléčná dráha váží 960 miliard slunečních hmot. Patelová uvedla, že její výsledek spadl někde uprostřed předchozích odhadů, i když existuje prostor pro zlepšení přesnosti. To lze provést pomocí dat získaných družicí GAIA Evropské kosmické agentury, která nedávno poskytla mimořádně přesná měření orbitálních vlastností 30 trpasličích galaxií obíhajících kolem Mléčné dráhy. Použití těchto dat spolu s kosmologickými simulátory dále zpřesní hmotnost našeho galaktického domova.
Znalost hmotnosti naší galaxie pomůže mnoha astronomům, řekl Patel. Za prvé, budou schopni lépe vypočítat oběžné dráhy satelitních galaxií, protože závisí na hmotnosti Mléčné dráhy. Čím je galaxie těžší, tím má více satelitů a dosud bylo objeveno asi 50 galaxií obíhajících kolem Mléčné dráhy. Protože přesně nevíme, kolik naše galaxie váží, vědci si nemohou být jisti, kolik satelitních galaxií ještě musí najít. A konečně, skutečná hmotnost Mléčné dráhy pomůže výzkumníkům zjistit, jaký podíl její hmoty tvoří temná hmota ve srovnání s běžnou hmotou.
Patel doufá, že budoucí výzkum a lepší data nám nakonec poskytnou přesnost, kterou potřebujeme. “Myslím, že je to otázka příštích 10 nebo 20 let,” řekla.
