Πώς γνωρίζουμε τη συνολική μάζα του γαλαξία του Γαλαξία που περιέχεται μέσα στο τροχιακό μονοπάτι;
1. Αστρική κίνηση:
* Νόμοι του Kepler: Παρατηρώντας τις τροχιακές ταχύτητες των αστεριών και των σύννεφων αερίου γύρω από το γαλαξιακό κέντρο, μπορούμε να εφαρμόσουμε τους νόμους της πλανητικής κίνησης του Kepler. Αυτοί οι νόμοι σχετίζονται με την τροχιακή ταχύτητα στη μάζα που περικλείεται μέσα στην τροχιά.
* Καμπύλες περιστροφής: Σχεδιάζουμε τις τροχιακές ταχύτητες αντικειμένων σε διαφορετικές αποστάσεις από το γαλαξιακό κέντρο. Το σχήμα αυτής της "καμπύλης περιστροφής" μας λέει για τη διανομή της μάζας.
* απροσδόκητα υψηλές ταχύτητες: Οι παρατηρήσεις δείχνουν ότι τα αστέρια και το αέριο μακριά από το γαλαξιακό κέντρο κινούνται εκπληκτικά γρήγορα. Αυτό δείχνει ότι υπάρχει περισσότερο μαζικό παρόν από αυτό που μπορούμε να δούμε άμεσα με τη μορφή αστεριών και αερίου.
2. Βαρβική φακή:
* κάμψη φωτός: Τα μαζικά αντικείμενα στρεβλωμένα χωροχρόνια, προκαλώντας το φως να λυγίσει γύρω τους. Αυτό το φαινόμενο, που ονομάζεται βαρυτικός φακός, μας επιτρέπει να μελετήσουμε τη διανομή της μάζας ακόμη και σε περιοχές όπου δεν μπορούμε να δούμε άμεσα.
* Παραμορφωμένες εικόνες: Όταν το φως από ένα μακρινό αντικείμενο περνάει κοντά σε έναν τεράστιο γαλαξία, παραμορφώνεται, δημιουργώντας πολλαπλές εικόνες ή τόξα. Αναλύοντας αυτές τις στρεβλώσεις, μπορούμε να συμπεράνουμε τη μαζική κατανομή του γαλαξία φακού.
3. Δυναμική των δορυφορικών γαλαξιών:
* Orbital Motions: Ο Γαλαξίας έχει πολλούς μικρότερους γαλαξίες που τον περιστρέφονται γύρω. Μελετώντας τις τροχιακές κινήσεις αυτών των γαλαξιών νάνων, μπορούμε να εκτιμήσουμε τη συνολική μάζα του Γαλαξία.
* παλιρροϊκές δυνάμεις: Η βαρυτική έλξη του Γαλαξία επηρεάζει τη δομή και την εξέλιξη των δορυφορικών γαλαξιών του. Η ανάλυση αυτών των παλιρροιακών αλληλεπιδράσεων μπορεί να παρέχει ενδείξεις σχετικά με τη μάζα του Γαλαξία.
Σημαντική σημείωση:
* Dark Matter: Το μεγαλύτερο μέρος της μάζας του Γαλαξία θεωρείται ότι έχει τη μορφή σκοτεινής ύλης, μια μυστηριώδη ουσία που δεν αλληλεπιδρά με το φως. Δεν μπορούμε να το δούμε άμεσα, αλλά συμπεραίνουμε την παρουσία του μέσω των βαρυτικών αποτελεσμάτων του.
* αβεβαιότητες: Αυτές οι μέθοδοι περιλαμβάνουν διάφορες υποθέσεις και προσεγγίσεις, καθιστώντας την πρόκληση να αποκτήσουν μια ακριβή αξία για τη συνολική μάζα του Γαλαξία. Οι τρέχουσες εκτιμήσεις κυμαίνονται από 1 έως 2 τρισεκατομμύρια ηλιακές μάζες.
Συνοπτικά, μπορούμε να εκτιμήσουμε τη μάζα του Γαλαξία, αναλύοντας τις κινήσεις των αστεριών, των σύννεφων αερίου και των δορυφορικών γαλαξιών, λαμβάνοντας υπόψη τις επιδράσεις του βαρυτικού φακού και την παρουσία σκοτεινής ύλης. Ενώ αυτή η διαδικασία είναι πολύπλοκη και περιλαμβάνει αβεβαιότητες, παρέχει πολύτιμες γνώσεις για τη δομή και την εξέλιξη του γαλαξία μας.
