Астрономы вычислили общую массу галактики Млечного Пути

Сколько весит вся материя, из которой состоит наша галактика, галактика Млечного Пути? Может показаться, что ответ на этот вопрос невозможно получить, находясь на Земле, но у ученых-астрономов имеются свои методы и пути, позволяющие сделать это с достаточно высокой точностью. В этих методах используются данные о движении звездных скоплений и групп вокруг нашей галактики, собранные космическими телескопами Hubble и Gaia, большой объем которых позволил вычислить массу Млечного Пути, включая и массу заключенной в пределах галактики темной материи.

Методы, использовавшиеся учеными ранее, дают весьма широкий разброс значений. Наиболее достоверным результатом массы Млечного Пути считалось значение от 500 миллиардов до 3 триллионов масс Солнца. Новый же метод дает более точный показатель, находящийся в середине указанного выше диапазона — порядка 1.5 триллиона масс Солнца. Это, в свою очередь, позволяет отнести Млечный Путь к классу галактик с массой выше среднего. Самые «легкие» галактики имеют массу в 1 миллиард масс Солнца, а самые «тяжелые» — до 30 триллионов.

Интересен тот факт, что материя, на которую приходится большая часть массы Млечного Пути, невидима. Масса сотен миллиардов звезд нашей галактики составляет всего несколько процентов от общей массы и даже масса огромной черной дыры в центре галактики, вес которой эквивалентен 4 миллионам масс Солнца, кажется незаметной «каплей» на общем фоне.

«Невидимая» часть массы галактики, как не тяжело догадаться, приходится на таинственную темную материю. Хотя этот вид материи является доминирующим во Вселенной, эта материя не поддается ни обнаружению, ни изучению из-за того, что она практически не взаимодействует ни со светом, ни с обычной материей. Пока еще ученые не знают ничего о природе этой материи, а о ее присутствии можно судить только по эффектам ее гравитационного влияния на все окружающее.

Именно гравитационное влияние позволило астрономам вычислить массу Млечного Пути. Чем тяжелей галактика, тем более быстро вращаются вокруг нее другие объекты, и, путем обратных преобразований — измеряя скорость этих объектов, можно вычислить массу галактики. В данном случае ученые использовали определение скорости движения сферических древних скоплений звезд. Несколько десятков таких скоплений периодически попадали в поле зрения двух космических телескопов, преимущества каждого из которых позволили точно определить траекторию, скорость и другие параметры их движения.

Исследователи использовали измерения параметров движения 34 шаровидных скоплений, находящихся на удалении до 65 тысяч световых лет, за которыми наблюдал в свое время телескоп Gaia. Эти данные были совмещены с данными телескопа Hubble, фигурантами которых являются еще 12 скоплений на удалении до 130 тысяч световых лет. Подобная комбинация данных позволила ученым оценить распределение гравитационного влияния Млечного Пути, простирающегося на расстоянии 1 миллиона световых лет от Земли.

Факт того, что Млечный Путь весит приблизительно 1.5 триллиона солнечных масс, походит на бесполезный факт. Однако, множество других астрономических наблюдений прямо или косвенно завязаны на данное значение, помимо этого, новые методы измерений дают ученым новые данные касательно нашей собственной галактики и Вселенной в целом.

«Зная точную массу Млечного Пути, мы можем сравнить данные реальных наблюдений с математическими моделями галактик, существующих в расширяющейся и развивающейся Вселенной» — рассказывает Роелэнд ван дер Мэрель (Roeland van der Marel), ведущий исследователь, — «Помимо этого, новое значение массы галактики позволит нам получить ответы на большое количество других фундаментальных космологических вопросов».