Şehir ışıklarından uzaklaşın, bakın ve gece gökyüzünün harikalarından birini göreceksiniz - Samanyolu galaksisini oluşturan parlak bulutlu yıldız bantları. Galaktik evimiz geniş ve güzel, ancak onunla ilgili birçok gizem var.
Örneğin, yıllarca süren girişimlere rağmen, gökbilimciler henüz galaksimizin ne kadar ağır olduğunu henüz belirlememiş, tahminler güneşimizin kütlesinin 700 milyar ila 2 trilyon katı arasında değişiyor.
Bir galaksiyi tartmak, özellikle içinde yaşarken, kolay bir iş değildir. Tucson'daki Arizona Üniversitesi'nden gökbilimci Ekta Patel, Canlı Bilim'e verdiği demeçte, "ABD nüfusunun nüfus sayımı almaya çalışmak gibi ama interneti kullanamazsınız ve yaşadığınız şehri terk edemezsiniz." Kimse Samanyolu'nu kozmik bir ölçekte yapıştıramaz ve sonucu okuyamaz.
Sorunun bir kısmı, bir galaksinin kütlesinin çoğunun görünmez olmasıdır. Patel, Samanyolu'nun hiçbir şekilde ışık saçmayan gizemli bir madde olan Samanyolu'nun yüzde 85'ini oluşturduğunu söyledi. Yani galaksimizdeki yıldızları saymak sizi çok ileriye götürmez.
Bu nedenle, araştırmacılar genellikle bazı gök cisimlerinin yörüngesine bakarlar, diyor Patel. Yöntem, 300 yıldan daha uzun bir süre önce Isaac Newton tarafından türetilen yerçekimi denklemlerine dayanmaktadır, bu da daha küçük bir cismin daha büyük bir cismin etrafında dönme hızının ve mesafesinin daha büyük nesnenin kütlesi ile ilişkili olduğunu söyler.
Astrophysical Journal'da yayınlanan 2017 çalışmasında kullanılan yöntemlerden biri, gezegenlerin bir yıldızın yörüngesinde olduğu gibi Samanyolu'nun etrafında dolaşan yüz binlerce ışık yılı uzaklıkta küçük uydu galaksilere bakmaktır. Fakat bu uydu galaksilerde bir sorun var. "Yörüngeleri milyarlarca yıl uzunluğunda," dedi Patel, birkaç kısa yıl sonra neredeyse hiç buruşmayacakları ve araştırmacıların yörünge hızlarını kolayca belirleyemeyecekleri anlamına geliyor.
Haziran 2018'de Astrofizik Dergisi'nde yayınlanan bir çalışmada Patel ve meslektaşları galaksiyi tartmak için yeni bir yöntem denedi. Kozmosumuzun birçok yönünü yeniden üretebilen sanal evrenlerin süper bilgisayar simülasyonlarına baktılar ve daha büyük olanların etrafında dönen küçük gökada örnekleri bulmaya çalıştılar.
Simüle edilen bu uydu gökadaların yaklaşık 90.000'i, Samanyolu'nun etrafında dönen dokuz gerçek gökada hakkındaki verilerle karşılaştırıldı. Ekip, yörünge özellikleri gerçek uydu galaksilere en yakın olanları seçti ve etrafta dolaştıkları simüle edilmiş galaksinin kütlesine baktı.
Bu onlara, galaksimizin güneş kütlesinin 960 milyar katında saatlenen gerçek kütlesi hakkında oldukça iyi bir tahmin verdi. Patel, sonucunun daha öncekilerin ortasında olduğunu, ancak daha fazla hassasiyet için hala yer olduğunu söyledi. Bu muhtemelen Avrupa Uzay Ajansı'nın Samanyolu'nun etrafında dönen 30 zayıf cüce gökadanın yörünge özelliklerinin son derece iyi ölçümlerini sağlayan Gaia uydusundan gelecekti. Patel, bu verileri ağırlık ölçümüne ince ayar yapmak için kozmolojik simülasyonlarla birlikte kullanmanın "yapılacaklar listemde" olduğunu söyledi.
Son zamanlarda, NASA'nın Hubble Uzay Teleskobu ve Avrupa Uzay Ajansı'nın Gaia uydusu, küresel yıldız kümeleri veya galaksinin kalbinin etrafında dönen yıldız adaları gözlemlerini birleştirdi ve Samanyolu'nun yaklaşık 1,5 trilyon güneş kütlesi ağırlığında olduğunu buldu. En doğru olanlardan biri olabilecek bu sayı, yakında Astrofizik Dergisi'nin yeni sayısında yayınlanacaktır.
Galaksinin kitlesini bilmek, gökbilimcilere pek çok şey için yardımcı olacak, dedi Patel. Birincisi, gökbilimciler Samanyolu'nun kütlesine bağlı olduğu için uydu galaksilerin yörüngelerini daha iyi hesaplayabileceklerdi. Daha ağır galaksilerin de yörüngesinde daha fazla uydusu vardır ve şimdiye kadar teleskoplar Samanyolu çevresinde dolaşan yaklaşık 50 gökada tespit etmiştir. Galaksinin ne kadar ağır olduğunu tam olarak bilmediğimiz için, bilim adamları kaç tane uydu gökada bulmayı beklediklerinden emin değiller. Son olarak, Samanyolu'nun gerçek ağırlığı, araştırmacıların kütlesinin hangi kısmının normal maddeye kıyasla karanlık madde olduğunu bilmelerine yardımcı olacaktır.
Patel, gelecekteki çalışmaların ve daha iyi verilerin sonunda bu bilinmeyen bilinmezi tespit edeceğinden umutlu.
"Sanırım önümüzdeki 10 veya 20 yıl içinde daha iyi bir cevabımız olacak" dedi.
Editörün Notu: Bu hikaye ilk olarak 4 Eylül 2018'de yayınlandı. 7 Mart 2019 saat 13: 30'da güncellendi. E.T. NASA'nın Hubble Uzay Teleskobu ve Avrupa Uzay Ajansı'nın Gaia uydusu tarafından toplanan gözlemlerden alınan Samanyolu'nun kütlesi hakkında ek bir tahmin eklemek.
