Jasno je, da določitev mase Galaksije Mlečne poti ni enostavna naloga. Po eni strani so opažanja težka, ker Osončje leži globoko znotraj diska same galaksije. Hkrati pa obstaja tudi masa temne snovi halo naše galaksije, ki jo je težko izmeriti, saj ni "svetlobna" in zato nevidna za običajne metode odkrivanja.
Trenutne ocene celotne mase galaksije temeljijo na gibanjih plimovanih stružnic plina in krogelnih grozdov, na katera vplivata tudi gravitacijska masa galaksije. Toda doslej so te meritve dale množične ocene, ki segajo od enega do nekaj trilijonov sončnih mas. Kot je profesor Loeb po elektronski pošti razložil Space Magazine, je natančno merjenje mase Mlečne poti izjemno pomembno za astronome:
"Mlečna pot ponuja laboratorij za testiranje standardnega kozmološkega modela. Ta model napoveduje, da je število satelitskih galaksij Mlečne poti občutno odvisno od njegove mase. Pri primerjavi napovedi s popisom znanih satelitskih galaksij je nujno poznati maso Mlečne poti. Poleg tega skupna masa kalibrira količino nevidne (temne) snovi in dobro nastavi globino gravitacijskega potenciala ter pomeni, kako hitro bi se morale zvezde premikati, da pobegnejo v medgalaktični prostor. "
Zaradi svoje študije sta se profesor Loeb in dr. Fragione odločila za nov pristop, ki je vključeval modeliranje gibov HVS, da bi določili maso naše galaksije. V naši galaksiji je bilo doslej odkritih že več kot 20 HVS, ki potujejo s hitrostjo do 700 km / s (435 mi / s) in se nahajajo na razdaljah približno 100 do 50.000 svetlobnih let od središča galaktike.
Menijo, da so te zvezde izpuščene iz središča naše galaksije zahvaljujoč interakcijam binarnih zvezd s supermasivno črno luknjo (SMBH) v središču naše galaksije - aka. Strelec A *. Medtem ko je njihov natančen vzrok še vedno predmet razprave, je mogoče izračunati orbite HVS, saj jih v celoti določa gravitacijsko polje galaksije.
Kot pojasnjujejo v svoji študiji, so raziskovalci uporabili asimetrijo v radialni porazdelitvi zvezd v galaktičnem halou, da bi določili gravitacijski potencial galaksije. Hitrost teh halo zvezd je odvisna od potencialne hitrosti pobega HVS, pod pogojem, da je čas, potreben, da HVS opravijo eno orbito, krajši od življenjske dobe halo zvezd.
Iz tega so lahko razlikovali med različnimi modeli za Mlečno pot in gravitacijsko silo, ki jo izvaja. S sprejetjem nominalnega časa potovanja teh opazovanih HVS - ki so jih izračunali na približno 330 milijonov let, približno toliko kot povprečna življenjska doba halo zvezd - so lahko dobili gravitacijske ocene za Mlečno pot, ki so omogočile ocene o njegovi skupni masi .
"S kalibracijo minimalne hitrosti neuvezanih zvezd ugotovimo, da je masa Mlečne poti v območju 1,2-1,9 bilijonov sončnih mas," je dejal Loeb. Kljub temu, da je ta najnovejša ocena še vedno obsežna, je v primerjavi s prejšnjimi ocenami pomembno izboljšanje. Poleg tega so te ocene skladne z našimi trenutnimi kozmološkimi modeli, ki poskušajo upoštevati vso vidno snov v vesolju, pa tudi temno snov in temno energijo - model Lambda-CDM.
"Vklenjena masa Mlečne poti je v pričakovanem območju v okviru standardnega kozmološkega modela," je dejal Leob, "kjer je količina temne snovi približno petkrat večja od količine navadne (svetleče) materije."
Na podlagi te razčlenitve lahko rečemo, da običajna snov v naši galaksiji - tj. Zvezde, planeti, prah in plin - predstavlja od 240 do 380 milijard sončnih mas. Torej ne samo, da ta zadnja študija zagotavlja natančnejše omejitve mase za našo galaksijo, ampak bi nam lahko pomagala tudi natančno določiti, koliko zvezdnih sistemov je tam - trenutne ocene kažejo, da ima Mlečna pot od 200 do 400 milijard zvezd in 100 milijard planetov .
Poleg tega je ta študija pomembna tudi za proučevanje kozmične tvorbe in evolucije. Z natančnejšimi ocenami o masi naše galaksije, ki so skladne s trenutnim razpadom normalne snovi in temne snovi, bodo kozmologi lahko konstruirali natančnejše podatke o tem, kako je nastajalo naše vesolje. En korak kliše do razumevanja Vesolja na največjih lestvicah!
