Τετάρτη, 18 Ιανουαρίου 2017

Το 95 ακολουθούμενο από 40 μηδενικά: η μάζα του γαλαξία μας. Absolutely Every Bit of Our Galaxy

Astronomers have arrived at what they believe to be the most accurate measure yet of the mass of the Milky Way: about 4.8 x 1011 times the mass of the sun, or “solar masses,” to use a standard unit of mass in astronomy. The Milky Way. Credit: NASA

Ολοκληρώνοντας τους υπολογισμούς τους, οι αστρονόμοι Gwendolyn Eadie, Aaron Springford και William Harris κατέληξαν ότι η μάζα του γαλαξία μας είναι 4,8∙1011M (M= η μάζα του ήλιου). Αυτό ισοδυναμεί με 95∙1040 χιλιόγραμμα – ο αριθμός 95 ακολουθούμενος από 40 μηδενικά.

Η μέτρηση της μάζας του γαλαξία μας προφανώς δεν γίνεται με την απευθείας μέτρηση των δισεκατομμυρίων άστρων κι όλων των άλλων αντικειμένων που τον απαρτίζουν.

Οι Eadie et al, στην εργασία τους που θα δημοσιευθεί στο επιστημονικό περιοδικό «Astrophysical Journal», υπολογίζουν την μάζα του γαλαξία μας χρησιμοποιώντας πολύπλοκες μαθηματικές μεθόδους και στατιστικές τεχνικές βασισμένες στην Μπεϋζιανή ιεραρχική ανάλυση, σε συνδυασμό με τις άμεσες μετρήσεις των ταχυτήτων σφαιρωτών σμηνών. Τα σφαιρωτά σμήνη είναι πυκνές σφαιρικές ομάδες από 10.000 μέχρι 100.000 παλαιών άστρων, που κινούνται αλληλεπιδρώντας βαρυτικά με τον γαλαξία μας.

Ακριβώς όπως η μάζα του ήλιου μας μπορεί να προσδιοριστεί από την βαρυτική έλξη που ασκεί στη Γη, έτσι και η μάζα του γαλαξία μας μπορεί να υπολογιστεί από την βαρυτική έλξη που ασκεί στα σφαιρωτά σμήνη.

Η εκτίμηση της μάζας περιλαμβάνει οτιδήποτε βρίσκεται σε μια ακτίνα 125 κιλο-παρσέκ από το κέντρο του γαλαξία – μια απόσταση που ισοδυναμεί με 3,9∙1018 χιλιόμετρα. Και το «οτιδήποτε» δεν είναι μόνο άστρα: υπάρχουν πλανήτες, δορυφόροι, αέρια, σκόνη και άλλα αντικείμενα, για να μην αναφέρουμε τις τεράστιες ποσότητες της σκοτεινής ύλης. Η σκοτεινή ύλη δεν μπορεί να ανιχνευθεί άμεσα, αλλά η μάζα της μπορεί να προκύψει από την βαρυτική αλληλεπίδρασή της με άλλα αντικείμενα.

The Milky Way as seen from a mountain in western Switzerland in August 2016. Credit: Anthony Anex/European Pressphoto Agency

Από την ανάλυση προσδιορίστηκε και το εύρος της αβεβαιότητας στην μάζα του γαλαξία μας: η μικρότερη τιμή είναι 3,96∙ 1011 ηλιακές μάζες και η μεγαλύτερη 5,76∙1011ηλιακές μάζες.