|
Насколько трудно покинуть нашу галактику
|
|
|
|
Если вы хотите определить свою массу, это довольно легко. Просто встаньте на весы и посмотрите, какое число они вам выдадут. Это число говорит о гравитационном притяжении Земли к вам, поэтому, если вы чувствуете, что число слишком велико, утешьтесь тем, что Земля просто находит вас более привлекательным, чем другие. Эту же шкалу можно использовать и для измерения массы Земли. Если вы поместите килограммовую массу на весы, вес, который она дает, будет также весом Земли в гравитационном поле килограмма. Имея немного массы, вы получаете массу Земли. Все не так просто. Земля не является идеально сферической и идеально однородной массой, поэтому ее гравитационное притяжение незначительно варьируется по всему земному шару. Но этот метод дает разумную приблизительную оценку, и мы можем использовать его для оценки масс других объектов Солнечной системы. Но как мы можем определить массу чего-то большего, например Млечного Пути? Один из методов — оценить количество звезд в галактике и их массы, затем оценить массу всего межзвездного газа и пыли, а затем приблизительно определить количество темной материи… все становится очень сложным.
|
|
|
Лучше всего посмотреть, как орбитальная скорость звезд меняется в зависимости от расстояния от центра галактики. Это известно как кривая вращения и дает верхний предел массы Млечного Пути, который, по-видимому, составляет от 600 миллиардов до триллиона солнечных масс. Широкая неопределенность дает представление о том, насколько сложно измерить массу нашей галактики. Но новое исследование, опубликованное на сервере препринтов arXiv, представляет новый метод, который может помочь астрономам разобраться. Этот метод рассматривает скорость убегания звезд в нашей галактике. Если звезда движется достаточно быстро, она может преодолеть гравитационное притяжение Млечного Пути и уйти в межзвездное пространство. Минимальная скорость, необходимая для побега, зависит от массы нашей галактики, поэтому, измерив одно, вы получите другое. К сожалению, известно, что лишь горстка звезд спаслась, и этого недостаточно, чтобы получить хорошее представление о галактической массе. Поэтому команда изучила статистическое распределение скоростей звезд, измеренное космическим кораблем «Гайя».
|
|
|
|
Метод аналогичен взвешиванию Луны горстью пыли. Если бы вы стояли на Луне и подбрасывали пыль вверх, более медленно движущиеся частицы пыли достигли бы меньшей высоты, чем более быстрые частицы. Если бы вы измерили скорость и положение частиц пыли, статистическая связь между скоростью и высотой показала бы вам, насколько сильно Луна притягивает пылинки и, следовательно, массу Луны. Было бы проще просто взять с собой килограмм и весы для измерения лунной массы, но метод пыли мог бы сработать. В Млечном Пути звезды подобны пылинкам, кружащимся в гравитационном поле галактики. Команда использовала скорости и положения миллиардов звезд, чтобы оценить скорость убегания на разных расстояниях от центра галактики. Исходя из этого, они смогли определить общую массу Млечного Пути. Они вычислили массу 640 миллиардов солнц. Это нижняя граница предыдущих оценок, и если она точна, это означает, что в Млечном Пути немного меньше темной материи, чем мы думали.
|
|
|
|
Источник
|
