Πώς καθορίζετε τη γαλακτώδη μάζα έξω από την τροχιά;

Ο προσδιορισμός της μάζας του Γαλαξία έξω από την τροχιά του ήλιου είναι μια πολύπλοκη και συνεχής πρόκληση στην αστροφυσική. Δεν υπάρχει ενιαία, άμεση μέτρηση, αλλά διάφορες τεχνικές και παρατηρήσεις παρέχουν εκτιμήσεις. Ακολουθεί μια ανάλυση των μεθόδων που χρησιμοποιούνται:

1. Stellar Kinematics:

* Καμπύλες περιστροφής: Παρατηρώντας τις ταχύτητες των αστεριών και των σύννεφων αερίου σε διαφορετικές αποστάσεις από το γαλαξιακό κέντρο, οι αστρονόμοι μπορούν να σχεδιάσουν την καμπύλη περιστροφής του γαλαξία. Το σχήμα της καμπύλης, ειδικά η επιπεδότητα της σε μεγάλες αποστάσεις, δείχνει την παρουσία αόρατης μάζας πέρα ​​από την τροχιά του ήλιου.

* κατάλληλες κινήσεις: Η μέτρηση των μικροσκοπικών πλευρικών κινήσεων των αστεριών με την πάροδο του χρόνου, ειδικά εκείνων του γαλαξιακού φωτοστέφανο, βοηθά στην κατανόηση της κατανομής της μάζας πέρα ​​από την τροχιά του ήλιου.

2. Βαρβική φακή:

* microlensing: Όταν ένα τεράστιο αντικείμενο (όπως ένα αστέρι ή ένα σκοτεινό Halo Matter) περνάει μπροστά σε ένα μακρινό αστέρι, η βαρύτητά του κάμπτει το φως, προκαλώντας το μακρινό αστέρι να εμφανίζεται φωτεινότερο για μικρό χρονικό διάστημα. Αυτό το φαινόμενο "microlensing" μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εκτίμηση της μάζας του αντικειμένου του προσκηνίου.

* Ισχυρό φακό: Όταν ένα πολύ μαζικό αντικείμενο, όπως ένα σύμπλεγμα γαλαξιών, στρέφει το φως από μακρινούς γαλαξίες, δημιουργώντας πολλαπλές εικόνες του ίδιου γαλαξία. Το πρότυπο των φακών εικόνων μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εκτίμηση της μάζας του αντικειμένου φακού.

3. Δορυφορική δυναμική:

* Dwarf Galaxy Orbits: Οι τροχιές των γαλαξιών των νάνων γύρω από τον Γαλαξία επηρεάζονται από τη διανομή μάζας στον γαλαξία. Η παρατήρηση των τροχιών αυτών των γαλαξιών νάνος μπορεί να περιορίσει τη συνολική μάζα του Γαλαξία.

* Σφαίρες Συστάδες: Η κίνηση των σφαιρικών συστάδων γύρω από τον γαλαξία παρέχει πληροφορίες σχετικά με το βαρυτικό δυναμικό του Γαλαξία, που επηρεάζεται από τη διανομή της μάζας, συμπεριλαμβανομένης της σκοτεινής ύλης.

4. Άλλες τεχνικές:

* Κοσμικό φόντο μικροκυμάτων: Η ανάλυση των μοτίβων στην ακτινοβολία φόντου του κοσμικού μικροκυμάτων μπορεί να παρέχει πληροφορίες σχετικά με τη διανομή της ύλης στο πρώιμο σύμπαν. Αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να συμπεράνει την ποσότητα της σκοτεινής ύλης με τον Γαλαξία.

* προσομοιώσεις: Οι προσομοιώσεις υπολογιστών του σχηματισμού και της εξέλιξης των γαλαξιών βοηθούν στην κατανόηση της κατανομής της σκοτεινής ύλης σε γαλαξίες όπως ο Γαλαξία. Αυτές οι προσομοιώσεις μπορούν να συγκριθούν με τα δεδομένα παρατήρησης για να βελτιώσουμε την κατανόησή μας για τη μάζα του Γαλαξία.

Προκλήσεις και αβεβαιότητες:

* Dark Matter: Ένα σημαντικό μέρος της μάζας του Γαλαξία πιστεύεται ότι είναι σκοτεινή ύλη, η οποία δεν εκπέμπει φως και μπορεί να ανιχνευθεί μόνο μέσω της βαρυτικής επιρροής της. Ο καθορισμός της κατανομής της σκοτεινής ύλης είναι προκλητική.

* Αέριο και σκόνη: Το διαστρικό μέσο (αέριο και σκόνη) μπορεί να αποκρύψει την άποψή μας για τον γαλαξία και να περιπλέξει τις μετρήσεις.

* εξαρτήσεις μοντέλου: Πολλές από τις τεχνικές βασίζονται σε υποθέσεις σχετικά με τη διανομή της μάζας και της εμπλεκόμενης φυσικής. Αυτές οι υποθέσεις μπορούν να εισαγάγουν αβεβαιότητες στην εκτιμώμενη μάζα.

Εκτιμήσεις ρεύματος:

Ενώ η ακριβής τιμή εξακολουθεί να συζητείται, οι εκτιμήσεις της μάζας του Γαλαξία έξω από την τροχιά του ήλιου συνήθως κυμαίνονται από 1-2 τρισεκατομμύρια ηλιακές μάζες . Αυτή η μάζα κυριαρχείται από σκοτεινή ύλη, με αστέρια και φυσικό αέριο να συνεισφέρουν μικρότερο κλάσμα.

Η έρευνα συνεχίζεται για να βελτιώσουμε την κατανόησή μας για τη μάζα του Γαλαξία και τη διανομή της σκοτεινής ύλης μέσα σε αυτήν. Οι μελλοντικές παρατηρήσεις και οι θεωρητικές προόδους θα συνεχίσουν να βελτιώνουν τις γνώσεις μας για αυτή τη θεμελιώδη ιδιοκτησία του γαλαξία μας.