Depărtați-vă de luminile orașului, priviți în sus și veți vedea una dintre minunile cerului nopții - benzile strălucitoare de stele care alcătuiesc galaxia Calea Lactee. Casa noastră galactică este vastă și frumoasă, dar multe mistere despre aceasta rămân.
De exemplu, în ciuda a zeci de ani de încercări, astronomii au încă să stabilească cât de mult cântărește galaxia noastră, cu estimări cuprinse între oriunde între 700 de miliarde și 2 trilioane de ori mai mare decât soarele nostru.
Cântărirea unei galaxii, mai ales în timp ce trăiești în ea, nu este o sarcină ușoară. „Este ca și cum ai încerca să iei un recensământ al populației din S.U.A., dar nu poți folosi internetul și nu poți părăsi orașul în care locuiești”, a declarat astronomul Ekta Patel de la Universitatea din Arizona din Tucson. Nimeni nu poate lipi Calea Lactee pe o scară cosmică și doar a citit rezultatul.
O parte a problemei este că cea mai mare parte a masei unei galaxii este invizibilă. Materia întunecată, o substanță enigmatică care nu emite nicio lumină de niciun fel, constituie aproximativ 85 la sută din Calea Lactee, a spus Patel. Așadar, doar numărarea stelelor din galaxia noastră nu vă va ajunge foarte departe.
De aceea, cercetătorii privesc de obicei orbita unui obiect ceresc, a spus Patel. Metoda se bazează pe ecuațiile gravitației derivate de Isaac Newton acum mai bine de 300 de ani, care vă spun că viteza și distanța la care un corp mai mic se rotește în jurul unuia mai mare este legată de masa obiectului mai mare.
O metodă, folosită într-un studiu din 2017 publicat în The Astrophysical Journal, este de a privi micile galaxii satelite la sute de mii de ani-lumină distanță care se întorc în jurul Căii Lactee la fel cum planetele orbitează o stea. Dar există o problemă cu aceste galaxii satelite. "Orbitele lor au o lungime de miliarde de ani", a spus Patel, ceea ce înseamnă că după câțiva ani, abia se vor îmbiba, iar cercetătorii nu își pot determina cu ușurință viteza orbitală.
Într-un studiu publicat în iunie 2018 în The Astrophysical Journal, Patel și colegii ei au încercat o nouă metodă pentru a cântări galaxia. Ei s-au uitat la simulări ale supercomputerului universurilor virtuale, care pot reproduce multe aspecte ale cosmosului nostru și au încercat să găsească exemple de galaxii mici care orbitează pe cele mai mari.
Aproximativ 90.000 din aceste galaxii satelite simulate au fost apoi comparate cu date despre nouă galaxii reale care orbitează Calea Lactee. Echipa a ales cele ale căror proprietăți orbitale s-au asortat cel mai mult cu galaxiile satelite reale și s-a uitat la masa galaxiei simulate pe care au mers.
Acest lucru le-a oferit o estimare destul de bună a adevăratei mase a galaxiei noastre, care a fost de 960 de miliarde de ori mai mare decât soarele. Patel a spus că rezultatul ei este frumos în mijlocul majorității celor anterioare, deși mai există loc pentru o precizie mai mare. Acest lucru ar proveni probabil din satelitul Gaia al Agenției Spațiale Europene, care a furnizat recent măsurători extrem de bune ale proprietăților orbitale ale 30 de galaxii pitice slabe care orbitează Calea Lactee. Folosind aceste date împreună cu simulările cosmologice pentru a regla fin măsurarea greutății este "pe lista mea de a face", a spus Patel.
Recent, Telescopul Spațial Hubble al NASA și satelitul Gaia al Agenției Spațiale Europene au combinat observațiile lor asupra unor grupuri de stele globulare sau insule de stele care orbitează inima galaxiei și au descoperit că Calea Lactee cântărește aproximativ 1,5 trilioane de mase solare. Acest număr, care poate fi unul dintre cele mai exacte, va fi publicat în curând într-un număr viitor al The Astrophysical Journal.
Cunoașterea masei galaxiei îi va ajuta pe astronomi cu multe lucruri, a spus Patel. Pentru primul, astronomii ar fi capabili să calculeze mai bine orbitele galaxiilor satelite, deoarece acestea depind de masa căii lactee. Galaxiile mai grele au, de asemenea, mai mulți sateliți care le orbitează și, până în prezent, telescoapele au descoperit aproximativ 50 de galaxii care se îndreaptă în jurul Căii Lactee. Deoarece nu știm cu exactitate cât cântărește galaxia, oamenii de știință nu sunt siguri de câte galaxii satelite ar trebui să se aștepte să găsească. În sfârșit, adevărata greutate a Calea Lactee i-ar ajuta pe cercetători să știe ce proporție din masa sa este materia întunecată față de materia obișnuită.
Patel speră că studiile viitoare și datele mai bune vor încerca în cele din urmă această necunoscută evazivă.
"Cred că în următorii 10 sau 20 de ani, vom avea un răspuns mai bun", a spus ea.
Nota editorului: Această poveste a fost publicată inițial pe 4 septembrie 2018. A fost actualizată pe 7 martie 2019 la 13:30. E.T. să includă o estimare suplimentară a masei Căii Lactee, prelevată din observațiile adunate de Telescopul Spațial Hubble al NASA și de satelitul Gaia al Agenției Spațiale Europene.
