Gökbilimciler Samanyolu'nun kütlesini ölçmeye çalışıyorlar ve farklı sayılar bulmaya devam ediyorlar. Ama matematikte kötü olmaları değil. Samanyolu kadar muazzam bir şeyin kütlesini ölçmek kafa karıştırıcıdır. Ayrıca, içine gömüldük; kütlesini sınırlamak çok akıllıca bir manevra gerektirir.
Samanyolu'nun kütlesi, gökbilimcilerin onlarca yıldır cevap vermeye çalıştıkları temel bir bilimsel sorudur. Sorun şu ki, gökbilimcilerin en iyi tahminleri bile çılgınca değişiyor. Zorluk, yıldızların kütlesini kendilerinin ölçmekten kaynaklanmaz. Karanlık maddeyi ölçmenin zorluğundan gelir.
Karanlık maddenin ne olduğunu bilmiyor musunuz? Tamam, Space Magazine yardım etmek için burada. (Bunun ne olduğunu biliyorsanız, sonraki bölümü atlayabilirsiniz.)
“Karanlık Madde Nedir?” Zorunlu Bölüm
Her şeyden önce, karanlık madde varsayımsaldır. Bunun ne olduğunu gerçekten bilmiyoruz. Ama orada olduğunu biliyoruz, ya da daha doğrusu orada bir şey olduğunu biliyoruz.
Görebildiğimiz ve etkileşimde bulunabileceğimiz şeyler 'baryonik madde' denilen şeyden yapılmıştır. Atomlardan oluşur ve tanıdık olduğumuz her şeydir: Vücudumuz, gezegenler, yıldızlar, Kim Jong-un'un gözlükleri vb. Ama baryonik madde, evrendeki maddenin sadece% 10-15'ini oluşturur.
Karanlık maddenin evrendeki maddenin yaklaşık% 85-90'ını oluşturduğunu düşünüyoruz. Düzenli maddeden farklıdır, çünkü ışıkla etkileşime girmez ve onu göremeyiz. Bu yüzden buna karanlık madde denir.
Ama orada olduğunu biliyoruz çünkü galaksiler sanki gördüğümüzden daha fazla kütleye sahip gibi davranıyorlar. Yerçekimi içinde olduğu ipucu. Galaksiler, normal maddelerinde görebildiğimizden daha fazla kütleye ve dolayısıyla daha fazla yer çekimine sahip olmalılar, yoksa sadece uçacaklardı. Kütleleri ve yerçekimleri onları bir arada tutar.
Kısa versiyon, ölçebileceğimizden çok daha fazla kütle olmadığı sürece, işlerin olduğu gibi olamazdı.
Ölçmek Gerçekten Zor
“Karanlık maddeyi doğrudan tespit edemiyoruz.”
Laura Watkins, Avrupa Güney Gözlemevi
“Karanlık maddeyi doğrudan tespit edemiyoruz,”Açıklamayı yapan ekibi yöneten Laura Watkins (Avrupa Güney Gözlemevi, Almanya) açıklıyor. “Samanyolu'nun kitlesindeki şu andaki belirsizliğe yol açan şey budur - göremediklerinizi doğru bir şekilde ölçemezsiniz!“
Göremediğimiz bir şeyi nasıl ölçebiliriz? Gökbilimciler, karanlık maddenin etkisini ölçmekle meşgul olurlar ve sonra geriye doğru işler yaparlar. Ancak, yapılan tüm çabalarla bile, tahminler çılgınca değişir, Güneşimizin kütlesinin 500 milyar katından Güneş'in kütlesinin 3 trilyon katına kadar. Bu büyük bir tutarsızlık ve astronomi alanındaki gerçek bir sorun. Bunun nedeni, tüm karanlık maddeyi ölçmenin zorluğudur.
Şimdi Avrupa Güney Gözlemevi'nden Laura Watkins tarafından yönetilen yeni bir çalışma, Samanyolu'nun karanlık maddesini ve dolayısıyla tüm kütlesini ölçmeye henüz yaklaştıklarını düşünüyor. Onların sayısı?
Samanyolu'nun Güneş'ten 1.5 trilyon kat fazla kütle ya da galaktik merkezden 125.000 ışıkyılı yarıçapında 1.5 trilyon güneş kütlesi içerdiğini söylüyorlar.
Çalışma, Avrupa Uzay Ajansı'nın Gaia misyonunun ikinci veri sürümüne dayanıyor. Yazarlar bunu, beygir Hubble Uzay Teleskobu'nun gözlemleriyle birleştirdi.
Gökbilimcilerin Samanyolu’nun kütlesini nasıl ölçtüklerinin cesaretine girelim.
Gökbilimciler sadece yıldızların örnek ölçümlerini alıp tahmin edemezler. Bu işe yaramıyor çünkü tüm karanlık maddeleri göremiyorlar. Yani başka şeyleri de ölçüyorlar. Ve Gaia misyonu sayesinde, onlar için zaten bir sürü ölçüm yapıldı.
Gaia ve Küresel Kümeleri Girin
Gaia, ESO'nun Samanyolu'nun 3B haritasını oluşturma görevidir. Bu iddialı bir görev, ama harika sonuçlar verdi. Gaia Samanyolu'nda ve Yerel Grup'ta yaklaşık bir milyar yıldızın konumsal ve radyal hızını ölçtü. Bu galaksimizdeki yıldızların yaklaşık yüzde biri. Bu çok fazla gelmeyebilir, ancak özellikle karanlık maddeyi ölçmek söz konusu olduğunda ölçümlerin doğruluğu da gerçekten önemlidir.
Gaia'nın ölçtüğü yaklaşık bir milyar yıldızdan bazıları Samanyolu yakınında olan küresel kümelerdedir. Küresel kümeler küresel yıldız koleksiyonlarıdır ve yaklaşık 150 tanesi Samanyolu'nun etrafında döner. En önemlisi, galaksi ne kadar büyük olursa, küresel kümelerin yörüngesi o kadar hızlı olur. Ve Gaia bize hızlarının her zamankinden daha doğru ölçümlerini verdi.
“Bir galaksi ne kadar büyük olursa, kümeleri yerçekiminin çekmesi altında o kadar hızlı hareket eder.“
N. Wyn Evans, Cambridge Üniversitesi, İngiltere.
“Bir galaksi ne kadar büyük olursa, kümeleri yerçekiminin çekmesi altında o kadar hızlı hareket eder”Açıklıyor N. Wyn Evans (Cambridge Üniversitesi, İngiltere). “Önceki ölçümlerin çoğu, bir kümenin Dünya'ya yaklaşma veya Dünya'dan uzaklaşma hızını, yani görüş alanımızdaki hızı bulmuştur. Bununla birlikte, toplam hızın ve sonuç olarak galaktik kütlenin hesaplanabildiği kümelerin yanal hareketini de ölçebildik.“
Hubble Yardım Ediyor
Küresel küme ne kadar uzak olursa, Samanyolu'nun kütlesi hakkında bize o kadar çok şey anlatıyorlar. Gaia, kümelerin son derece hassas hız ölçümlerini sağlamasına rağmen, kümelenmeleri Dünya'dan 130.000 ışıkyılı kadar ölçen ve Samanyolu'nun yeni kütle ölçümüne büyük bir doğruluk ekleyen saygıdeğer Hubble Uzay Teleskobu idi.
“Küresel kümeler büyük bir mesafeye uzanır, bu nedenle astronomların galaksimizin kütlesini ölçmek için kullandıkları en iyi izleyiciler olarak kabul edilirlerHubble ölçümlerini yöneten Tony Sohn (ABD Uzay Teleskopu Bilim Enstitüsü) dedi.
“Harika bir veri kombinasyonuna sahip olduğumuz için şanslıydık,”Roeland P. van der Marel (Uzay Teleskopu Bilim Enstitüsü, ABD) açıkladı. “Gaia’nın 34 küresel küme ölçümünü Hubble’dan 12 daha uzak kümenin ölçümleriyle birleştirerek, Samanyolu’nun kütlesini bu iki uzay teleskopu olmadan imkansız olacak şekilde tespit edebiliriz.“
Neden Önemli?
Şimdi ne olacak?
Samanyolu'nun kütlesi sadece bir meraktan daha fazlasıdır, daha büyük soruların içsel ve önemli bir parçasıdır. Bir galaksinin karanlık madde içeriği, Evrendeki yapıların oluşumu ve büyümesiyle bağlantılıdır.
Samanyolu'nun kütlesinin bu daha doğru ölçümü, ev galaksimizi ve evrendeki yerini anlamamıza yardımcı olur.
Fena değil.
Kaynaklar:
- Araştırma Raporu: Gaia DR2 Halo Küresel Küme Hareketlerinden Orta Kütle Samanyolu Kanıtı
- Basın Bülteni: Hubble ve Gaia Samanyolu'nu Doğru Ağırlıklandırıyor
