Чтобы определить массивность объекта, достаточно использовать весы. С космическими телами все намного сложнее, так как они расположены далеко и довольно огромные. Какой же будет массивность родной галактики?
Сложности вычисления
Наша великолепная спиральная галактика Млечный Путь в диаметре простирается на 100 000 световых лет. Все доступные нам данные получены за счет наблюдения и сопоставления с известными физическими законами. А ее внешний вид создан на основе сравнения с другими спиральными представителями.
Галактики все время двигаются, сливаются и создают более массивных представителей. Все они существуют в относительно близком соседстве, которое наблюдается за счет массы, дистанции и ускорения. В расчете учитывают особенности вращения спутниковых галактик вокруг нашей, а также скорость движения шаровых скоплений вокруг спирального галактического диска (чем массивнее галактика, тем сильнее действует гравитация и увеличивается скорость движения скоплений).
Главная проблема заключается в том, что мы находимся внутри измеряемого объекта и не способны посмотреть на Млечный Путь со стороны. Кроме того, важно учитывать не только видимые объекты, вроде звезд, планет, астероидов, но также темную материю (в ней скрывается главная часть массы).
Оценки массы Млечного Пути
Предыдущие оценки постоянно менялись и сильно отличались, так как ученые пользовались разными данными (различные телескопы) и отличающимися методами вычисления распределения темной материи. Некоторые, к примеру, использовали компьютерные модели, а другие ориентировались на обновленные сведения с космических аппаратов.
Среди ранних сведений указывалось, что масса Млечного Пути достигает 0.96 триллиона солнечной. Другие ученые настаивали от 700-800 млрд. до 1-2 трлн. солнечных масс. Последняя более точная оценка поступила недавно и предлагает 1.5 трлн. солнечных масс.
Откуда взялось сравнение с Солнцем? Дело в том, что солнечная масса считается единицей измерения за пределами нашей системы. Ее активно используют в астрономических исследованиях, когда определяют массивность космических объектов. Что помогло добыть новую цифру?
Наблюдения Хаббла и Gaia
О подвигах космического телескопа Хаббл, стартовавшего в 1990 году, мы знаем по удивительным фотографиям далеких объектов. Этот аппарат не только наблюдает за удаленными космическими формированиями, но также позволяет уточнять данные, вроде постоянной Хаббла, которые влияют на расчеты. Телескопу удалось определить скорость движения скоплений, проживающих дальше, чем 65000 световых лет.
Важный вклад сделал космический телескоп Gaia, занимающийся разработкой детализированной карты звезд именно нашей галактики. Этот аппарат не только указывает точные координаты и направленность движения, но также собственную и радиальную скорости звезд. Он предоставил скоростные показатели скоплений в диапазоне до 65000 световых лет от Земли.
В апреле 2018 года опубликовали второй выпуск данных, позволивший уточнить предыдущие расчеты. В совокупности с показателями Хаббла, удалось вывести новую цифру массы Млечного Пути – 1.5 трлн. солнечных.
Постскриптум
Скорее всего, это не финальная цифра. Сведения все время обновляются, телескопы и методы расчета становятся лучше, а Gaia продолжит присылать новую информацию. Знание точной галактической массы позволяет лучше понять историю Млечного Пути, а также место галактики во вселенской эволюции и иерархии.