Когато сте точно в средата на нещо, може да е трудно да се каже колко точно е то. Например галактиката Млечен път.
Не можем да го снимаме точно отвън, така че нашите най-добри оценки се основават на измервания на разстоянието до предмети в предградията.
Прогноза, базирана на данните от картографирането от миналата година, ни даде диаметър на диска от около 260 000 светлинни години. Но точно както влиянието на Слънцето пътува по-далеч от пояса на Кайпер, гравитационното влияние и плътността на Млечния път – неговият невидим ореол от тъмна материя – пътува по-далеч от диска.
Колко още? Е, както показаха новите изчисления, доста. В нова статия, изпратена на Месечните известия на Кралското астрономическо общество и качена в arXiv, астрофизикът Алис Дайсън от университета в Дърам във Великобритания и колеги откриха диаметър от 1,9 милиона светлинни години.
В Млечния път има нещо повече от това, което можем да видим – всички звезди и газ, обикалящи около Стрелец А, свръхмасивната черна дупка в центъра на галактиката. Знаем това, защото звездите по външните краища на галактическия диск се движат много по-бързо, отколкото би трябвало да бъдат под гравитационното влияние на откриваемата материя.
Допълнителната гравитационна сила, която дава тласък на това въртене, се интерпретира като идваща от тъмната материя – огромния сферичен ореол на материята, която обгражда галактическия диск. Но тъй като не можем да открием директно тъмната материя, трябва да заключим за нейното присъствие въз основа на това как тя влияе на околната материя.
Ето какво направиха Дейсън и нейните колеги.
Първо, те извършиха космологични симулации с висока резолюция на ореолите на тъмната материя на масовите галактики на Млечния път, както поотделно, така и в техните аналози на Местната група, малка група галактики, около 9,8 милиона светлинни години, към която принадлежи Млечният път.
Диаграма на ореола на тъмната материя на нашата галактика. (Digital Universe / Американски музей по естествена история).
Те бяха особено фокусирани върху близостта на Млечния път до M31, AKA, галактиката Андромеда, най-близката ни голяма съседка, и която Млечният път ще се сблъска след около 4,5 милиарда години. В момента двете галактики са разделени на около 2,5 милиона светлинни години – достатъчно близо, за да взаимодействат вече гравитационно.
Използвайки няколко различни програми, екипът моделира ореола на тъмната материя на Млечния път, като разгледа радиалната скорост – орбиталната скорост на обектите, които се движат около галактиката на различни разстояния – и плътността, за да се опита да определи границата на ореола на тъмната материя.
Всички тези симулации показват, че извън ореола на тъмната материя радиалната скорост на обекти като джуджета галактики е значително по-ниска.
След това го сравниха с базата данни на местната група за галактиките джуджета около Млечния път. И както прогнозираха симулациите им, имаше рязък спад в радиалната скорост. Радиалното разстояние, което екипът е изчислил до тази граница, е било около 292 килопарсека – около 950 000 светлинни години.
Удвоете този диаметър и получавате малко над 1,9 милиона светлинни години.
Това разстояние все още може да бъде усъвършенствано и трябва да бъде усъвършенствано, тъй като не беше основната цел на това проучване, но изчислението помага да се наложат важни ограничения върху Млечния път и може да се използва за намиране на такива граници за други галактики.
В много анализи на ореола на Млечния път неговият външен ръб е основно ограничение. Изборът често е субективен, но, както казахме, за предпочитане е да се определи физически и / или наблюдателно външният ръб. Тук сме обвързали границата на разпространението на тъмната материя с наблюдавания звезден ореол “, пишат изследователите в своята статия.
“Има голяма надежда, че новите данни ще осигурят по-надеждни и точни измервания на границите на Млечния път и близките галактики.”
Изследването е прието за публикуване в Месечните известия на Кралското астрономическо общество и е достъпно на уебсайта на arXiv.
Източници: Снимка: (ESA / Gaia / DPAC, CC BY-SA 3.0 IGO)
