Açık olmak gerekirse, Samanyolu Galaksisinin kütlesini belirlemek basit bir iş değildir. Bir yandan gözlemler zordur çünkü Güneş Sistemi galaksinin diskin derinliklerinde yer alır. Ama aynı zamanda, galaksimizin karanlık madde halesinin kütlesi de var, bu da “aydınlık” olmadığı için ölçülmesi zor ve bu nedenle geleneksel tespit yöntemleri için görünmez.
Galaksinin toplam kütlesinin mevcut tahminleri, her ikisi de galaksinin yerçekimi kütlesinden etkilenen gaz ve küresel kümelerin gelgit akışlarının hareketlerine dayanmaktadır. Ancak şu ana kadar, bu ölçümler bir ila birkaç trilyon güneş kütlesi arasında değişen kitle tahminleri üretti. Profesör Loeb'in Space Magazine'e e-posta yoluyla açıkladığı gibi, Samanyolu'nun kütlesini tam olarak ölçmek astronomlar için büyük önem taşıyor:
“Samanyolu, standart kozmolojik modeli test etmek için bir laboratuvar sağlar. Bu model Samanyolu'nun uydu gökadalarının sayısının kütlesine hassas bir şekilde bağlı olduğunu tahmin ediyor. Tahminleri, bilinen uydu gökadaların sayımı ile karşılaştırırken, Samanyolu kütlesini bilmek önemlidir. Dahası, toplam kütle görünmez (karanlık) madde miktarını kalibre eder ve yerçekimi potansiyelinin derinliğini ayarlar ve yıldızların galaksiler arası boşluğa kaçmaları için ne kadar hızlı hareket etmeleri gerektiğini ima eder. ”
Çalışmaları uğruna, Prof. Loeb ve Dr. Fragione, galaksimizin kütlesini belirlemek için HVS'lerin hareketlerini modellemeyi içeren yeni bir yaklaşım benimsemeyi seçti. Galaksimizde şimdiye kadar 700 km / s'ye (435 mi / s) varan hızlarda seyahat eden ve galaktik merkezden yaklaşık 100 ila 50.000 ışıkyılı uzaklıkta bulunan 20'den fazla HVS keşfedildi.
Bu yıldızların, galaksimizin merkezindeki süper kütleli kara delik (SMBH) ile ikili yıldızların etkileşimleri sayesinde galaksimizin merkezinden çıkarıldığı düşünülmektedir. Yay A *. Kesin nedenleri hala tartışma konusudur, ancak HVS'lerin yörüngeleri tamamen galaksinin yerçekimi alanı tarafından belirlendikleri için hesaplanabilir.
Çalışmalarında açıkladıkları gibi, araştırmacılar galaksinin çekim potansiyelini belirlemek için galaktik halodaki yıldızların radyal hız dağılımındaki asimetriyi kullandılar. Bu halo yıldızlarının hızı, HVS'lerin tek bir yörüngeyi tamamlamaları için geçen sürenin halo yıldızlarının ömründen daha kısa olması şartıyla, HVS'lerin potansiyel kaçış hızına bağlıdır.
Bundan Samanyolu için farklı modeller ile uyguladığı çekim kuvveti arasında ayrım yapabildiler. Yaklaşık 330 milyon yıl olarak hesapladıkları, yaklaşık halo yıldızlarının ortalama ömrü ile aynı olan bu gözlenen HVS'lerin nominal seyahat süresini benimseyerek, Samanyolu için toplam kütlesi üzerinde tahmin yapılmasına izin veren yerçekimi tahminleri elde edebildiler. .
“Bağlanmamış yıldızların minimum hızını kalibre ederek, Samanyolu kütlesinin 1.2-1.9 trilyon güneş kütlesi aralığında olduğunu görüyoruz” dedi Loeb. Hala bir aralığa tabi olmakla birlikte, bu son tahmin, önceki tahminlere göre önemli bir gelişmedir. Dahası, bu tahminler evrendeki tüm görünür maddeleri, karanlık madde ve karanlık enerjiyi (Lambda-CDM modeli) açıklamaya çalışan mevcut kozmolojik modellerimizle uyumludur.
“Çıkarılan Samanyolu kütlesi standart kozmolojik modelde beklenen aralıktadır,” dedi Leob, “karanlık madde miktarı sıradan (aydınlık) maddeden yaklaşık beş kat daha fazla.”
Bu çöküşe dayanarak, galaksimizdeki normal maddenin - yani yıldızlar, gezegenler, toz ve gaz - 240 ila 380 milyar Güneş Kütlesini oluşturduğu söylenebilir. Dolayısıyla, bu son çalışma sadece galaksimiz için daha kesin kütle kısıtlamaları sağlamakla kalmıyor, aynı zamanda tam olarak kaç yıldız sisteminin olduğunu belirlememize de yardımcı olabilir - mevcut tahminler Samanyolu'nun 200 ila 400 milyar yıldız ve 100 milyar gezegen arasında olduğunu söylüyor .
Bunun ötesinde, bu çalışma kozmik oluşum ve evrim çalışması için de önemlidir. Kozmologlar, galaksimizin kütlesine, normal maddenin ve karanlık maddenin mevcut çöküşüyle tutarlı olan daha kesin tahminler yerleştirerek, Evrenimizin nasıl oluştuğuna dair daha doğru açıklamalar oluşturabilecekler. Evreni en büyük ölçeklerde anlamak için bir adım clsoer!
