Astronomická společnost Chomutov

                                                                               ^{další články               +}      

kosmologie

přidáno  25.11.2020

Kolik váží Mléčná dráha?

Miliardy hvězd a různé akumulace hmoty tvoří náš vesmírný domov. Dokážete odhadnout celkovou hmotnost naší Mléčné dráhy? To je možné nepřímo, pohybem kulových hvězdokup ve vnější oblasti naší galaxie. Kombinace dat z Hubblova kosmického dalekohledu a satelitu ESA Gaia vedla k dosud nejpřesnějšímu stanovení hmotnosti naší domovské galaxie. Mléčná dráha „váží“ kolem 1,5 bilionu sluncí. Informace o hmotnosti mohou poskytnout pohled na vývoj naší galaxie, ale také vesmíru jako celku, říkají astronomové.

Mléčná dráha je náš vesmírný domov - a přesto o ní astronomové vědí méně než o mnoho našich sousedních galaxií. Naše poloha uprostřed této hvězdokupy komplikuje mnoho měření a pozorování, která by ve skutečnosti vyžadovala „vnější pohled“. To je jeden z důvodů, proč přesná hmotnost naší domovské galaxie stále není přesně známa. Protože se skládá nejen z hmotnosti asi 200 miliard hvězd a hmotnosti supermasivní černé díry ve středu galaxie. Lví podíl na 90 procentech hmoty Mléčné dráhy je tvořen neviditelnou složkou - temnou hmotou. „Temnou hmotu však nemůžeme měřit přímo,“ vysvětluje hlavní autorka Laura Watkinsová z Vědeckého institutu pro vesmírný dalekohled v Baltimoru. "To je nejistota ohledně hmotnosti Mléčné dráhy. Dřívější odhady se pohybovaly od 500 miliard do tří bilionů sluncí, v závislosti na metodě."

Kulové hvězdokupy jako měřicí pomůcka

Watkins a její tým však spojili dva nejmocnější nástroje v astronomii, aby získali přesnější údaje o Mléčné dráze: kosmický dalekohled Hubble a satelit Gaia Evropské vesmírné agentury. Družice Gaia již vytvořila dosud nejpřesnější a nejkomplexnější 3D mapu Mléčné dráhy, včetně pohybu mnoha kulových hvězdokup. Přestože kosmický dalekohled Hubble má mnohem užší zorné pole, může se dívat dále do vesmíru. To mu umožňuje sledovat pohyb kulových hvězdokup, které jsou vzdálené až 130 000 světelných let. Z rychlosti pohybu těchto hvězdokup mohou astronomové odvodit distribuci a množství temné hmoty v Mléčné dráze.

"Každé rozdělení hmoty vytváří gravitační potenciál, který uvádí objekty do pohybu." Měřením tohoto pohybu můžeme vypočítat zpět, jak velký je podkladový gravitační potenciál a tedy i hmotnost, “vysvětlují astronomové. Předchozí měření tohoto typu však mohla určit pouze pohyb kulových hvězdokup v naší přímce - jak se pohybují směrem k nám nebo od nás. Gaia a Hubble, na druhé straně, také sledovali boční pohyb globulárních hvězdokup - a díky tomu jsou měření mnohem přesnější. „Kombinací údajů Gaia pro 34 globulárních hvězdokup a dat Hubbleu pro dvanáct vzdálenějších hvězdokup můžeme omezit hmotnost Mléčné dráhy způsobem, který by bez těchto dvou vesmírných dalekohledů nebyl možný,“ říká Watkinsův kolega Roeland P. van der Marel .

1,5 bilionu sluncí

S pomocí těchto dat nyní vědci dospějí k hmotě Mléčné dráhy o hmotnosti 1,5 bilionu sluncí v poloměru kolem 129 000 světelných let kolem galaktického středu. Tato hodnota je tedy zhruba uprostřed dřívějších odhadů a relativně dobře odpovídá hmotnosti, kterou lze očekávat pro galaxii s takovou jasností, jak uvádějí astronomové. Tato hodnota je důležitá nejen pro lepší poznání naší domovské galaxie, ale i mimo ni: „Přesné určení hmotnostního profilu Mléčné dráhy je důležité pro naše pochopení dynamické historie Místní skupiny a satelitů Mléčné dráhy,“ vysvětlují Watkins a její kolegové. "Kromě toho je hmotnost galaxií úzce spjata s formováním a růstem struktur ve vesmíru."Stanovení hmotnosti Mléčné dráhy nám tedy dává jasnější obraz o tom, kde v kosmologickém kontextu naše galaxie stojí.

Zdroj: NASA, Laura Watkins 8. 10. 2020