Keď ste priamo uprostred niečoho, môže byť ťažké presne povedať, aké je to veľké. Napríklad galaxia Mliečna cesta.
Nemôžeme to presne vyfotografovať zvonku, takže naše najlepšie odhady sú založené na meraniach vzdialenosti od objektov na predmestí.
Odhad založený na minuloročných mapovacích údajoch Gaia nám poskytol priemer disku asi 260 000 svetelných rokov. Ale rovnako ako sa vplyv Slnka šíri ďalej ako Kuiperov pás, gravitačný vplyv a hustota Mliečnej dráhy – jej neviditeľného halo temnej hmoty – sa šíri ďalej ako disk.
O koľko ďalej? No, ako ukázali nové výpočty, dosť málo. V novom dokumente zaslanom Mesačným oznámeniam Kráľovskej astronomickej spoločnosti a odovzdanom do časopisu arXiv astrofyzička Alice Dyson z Durham University vo Veľkej Británii a jej kolegovia zistili priemer 1,9 milióna svetelných rokov.
V Mliečnej ceste je toho viac, než čo môžeme vidieť – všetky hviezdy a plyn obiehajúci okolo Strelca A, supermasívnej čiernej diery v strede galaxie. Vieme to, pretože hviezdy na vonkajších okrajoch galaktického disku sa pohybujú oveľa rýchlejšie, ako by mali byť, pod gravitačným vplyvom detekovateľnej hmoty.
Dodatočná gravitačná sila, ktorá dáva tejto rotácii impulz, sa interpretuje ako pochádzajúca z temnej hmoty – obrovského sférického halo hmoty, ktoré obklopuje galaktický disk. Ale pretože nemôžeme priamo detekovať tmavú hmotu, musíme jej prítomnosť odvodiť na základe toho, ako ovplyvňuje okolitú hmotu.
Deason a jej kolegovia urobili toto.
Najskôr uskutočnili kozmologické simulácie s vysokým rozlíšením halo galaxií s hmotnosťou Mliečnej dráhy, a to jednotlivo aj v analógoch Miestnej skupiny, malej skupiny galaxií s dĺžkou asi 9,8 milióna svetelných rokov, ku ktorej Mliečna cesta patrí.
Schéma halo temnej hmoty našej galaxie. (Digitálny vesmír / Americké prírodovedné múzeum).
Boli osobitne zamerané na blízkosť Mliečnej dráhy k M31, AKA, galaxii Andromeda, nášmu najbližšiemu veľkému susedovi, a do ktorej sa Mliečna dráha zrazí asi za 4,5 miliardy rokov. Tieto dve galaxie sú v súčasnosti vzdialené asi 2,5 milióna svetelných rokov – dosť blízko na to, aby už mohli gravitačne interagovať.
Tím pomocou niekoľkých rôznych programov modeloval tím svätožiary tmavej hmoty Mliečnej dráhy pri pohľade na radiálnu rýchlosť – orbitálnu rýchlosť objektov pohybujúcich sa okolo galaxie v rôznych vzdialenostiach – a hustotu, aby sa pokúsil definovať hranicu halo temnej hmoty.
Všetky tieto simulácie ukázali, že mimo halo temnej hmoty je radiálna rýchlosť objektov, ako sú trpasličie galaxie, zreteľne nižšia.
Potom to porovnali s databázou trpasličích galaxií okolo Mliečnej dráhy od Miestnej skupiny. A ako predpovedali ich simulácie, došlo k prudkému poklesu radiálnej rýchlosti. Radiálna vzdialenosť tímu k tejto hranici bola asi 292 kiloparsekcov – asi 950 000 svetelných rokov.
Zdvojnásobte tento priemer a získate niečo cez 1,9 milióna svetelných rokov.
Táto vzdialenosť sa dá ešte vylepšiť a je potrebné ju vylepšiť, pretože to nebolo hlavným cieľom tejto štúdie, ale výpočet pomáha zaviesť dôležité obmedzenia na Mliečnu cestu a je možné ju použiť na nájdenie takýchto hraníc pre ďalšie galaxie.
V mnohých analýzach halu Mliečnej dráhy je jeho vonkajší okraj zásadným obmedzením. Voľba je často subjektívna, ale ako sme povedali, je lepšie definovať fyzikálne a / alebo pozorovateľne vonkajší okraj. Tu sme viazali hranicu distribúcie tmavej hmoty na pozorovanú hviezdnu halo, “uviedli vedci vo svojom článku.
„Existuje veľká nádej, že nové údaje poskytnú spoľahlivejšie a presnejšie merania hraníc Mliečnej dráhy a blízkych galaxií.“
Štúdia bola prijatá na zverejnenie v Mesačných oznámeniach Kráľovskej astronomickej spoločnosti a je k dispozícii na webovej stránke arXiv.
Zdroje: Foto: (ESA / Gaia / DPAC, CC BY-SA 3.0 IGO)
