התרחק מאורות העיר, הסתכל למעלה ותראה את אחד מפלאי שמי הלילה - להקות הכוכבים המעוננות והבהירות המרכיבות את גלקסיית שביל החלב. הבית הגלקטי שלנו הוא עצום ויפה, אך נותרו בו תעלומות רבות.
לדוגמה, למרות עשרות שנים של ניסיונות, האסטרונומים טרם קבעו עד כמה שוקלת הגלקסיה שלנו, כאשר הערכות נעות בין מקום ל -700 מיליארד ו -2 טריליון פעמים המסה של השמש שלנו.
שקילת גלקסיה, במיוחד כשאתה חי בה, אינה משימה קלה. "זה כמו לנסות לקחת מפקד אוכלוסייה של ארה"ב, אך אינך יכול להשתמש באינטרנט ואתה לא יכול לעזוב את העיר בה אתה גר", אמר האסטרונום אקטה פאטל מאוניברסיטת אריזונה בטוסון ל- Live Science. איש אינו יכול לתקוע את שביל החלב בקנה מידה קוסמי ופשוט לקרוא את התוצאה.
חלק מהבעיה היא שרוב המסה של הגלקסיה אינה נראית. חומר אפל, חומר אניגמטי שאינו נותן אור מכל סוג שהוא, מהווה כ -85 אחוז מדרך החלב שלנו, אמר פאטל. פשוט ספירת הכוכבים בגלקסיה שלנו לא תגיע רחוק במיוחד.
לפיכך, החוקרים בוחנים בדרך כלל את מסלולו של אובייקט שמימי כלשהו, אמר פאטל. השיטה מבוססת על משוואות הכובד שנגזר על ידי אייזק ניוטון לפני יותר מ -300 שנה, ואומרות לכם שהמהירות והמרחק שבו מסתובב גוף קטן יותר סביב גוף גדול יותר קשורים למסת העצם הגדול יותר.
אחת השיטות, ששימשה במחקר משנת 2017 שפורסם בכתב העת The Astrophysical Journal, היא להסתכל על גלקסיות לוויין קטנות שנמצאות במרחק מאות אלפי שנות אור משתרעות סביב שביל החלב בדיוק כמו שכוכבי לכת סובבים כוכב. אבל יש בעיה בגלקסיות הלוויין האלה. "המסלול שלהם אורך מיליארדי שנים", אמר פאטל, כלומר לאחר מספר שנים קצרות הם בקושי יצליחו לעלות והחוקרים לא יכולים בקלות לקבוע את מהירות מסלולם.
במחקר שפורסם ביוני 2018 בכתב העת The Astrophysical, ניסו פאטל וחבריה שיטה חדשה לשקלול הגלקסיה. הם בדקו הדמיות של מחשב-על של יקומים וירטואליים, שיכולים לשחזר היבטים רבים בקוסמוס שלנו, וניסו למצוא דוגמאות לגלקסיות קטנות שמקיפות מסלול גדול יותר.
אז כ- 90,000 מתוך גלקסיות הלוויין המדומות הללו הושוו לנתונים על תשע גלקסיות אמיתיות המקיפות את שביל החלב. הצוות בחר את אלה שמאפייני מסלולם התואמים את גלקסיות הלוויין האמיתיות ביותר והביטו במסה של הגלקסיה המדומה שהם הסתובבו בה.
זה נתן להם הערכה טובה למדי של המסה האמיתית של הגלקסיה שלנו, שנכנסה פי 960 מיליארד מכמות השמש. פאטל אמרה שהתוצאה שלה נמצאת יפה באמצע רוב הקודמות, אם כי עדיין יש מקום לדיוק רב יותר. ככל הנראה הדבר יגיע מלוויין גאיה של סוכנות החלל האירופית, שסיפק לאחרונה מדידות טובות במיוחד לתכונות המסלול של 30 גלקסיות גמדיות קלושות המקיפות את שביל החלב. השימוש בנתונים אלה יחד עם ההדמיות הקוסמולוגיות בכדי לכוונן את מדידת המשקל הוא "ברשימת המטלות שלי", אמר פאטל.
לאחרונה שילבו טלסקופ החלל "האבל" של נאס"א ובלוויין גאיה של סוכנות החלל האירופית את התצפיות שלהם על אשכולות כוכבים כדוריים, או איים של כוכבים המקיפים את לב הגלקסיה, וגילו כי שביל החלב שוקל בערך 1.5 טריליון מסות שמש. המספר הזה, שהוא אולי המדויק ביותר, יתפרסם בקרוב בגיליון הקרוב של כתב העת The Astrophysical.
הכרת המסה של הגלקסיה תעזור לאסטרונומים עם הרבה דברים, אמר פאטל. ראשית, אסטרונומים יוכלו לחשב טוב יותר את מסלולי גלקסיות הלוויין מכיוון שאלו תלויים במסה של שביל החלב. גם בגלקסיות הכבדות יותר לוויינים מקיפים אותם, ועד כה, טלסקופים הבחינו בכ- 50 גלקסיות העוברות סביב שביל החלב. מכיוון שאיננו יודעים בדיוק כמה שוקלת הגלקסיה, מדענים אינם בטוחים בדיוק כמה גלקסיות לוויין עליהם לצפות. לבסוף, המשקל האמיתי של שביל החלב יעזור לחוקרים לדעת איזה חלק מהמסה שלו הוא חומר אפל לעומת חומר רגיל.
פאטל מקווה שמחקרים עתידיים ונתונים טובים יותר בסופו של דבר יצמצמו את הלא נודע החמקמק הזה.
"אני חושבת שבעשר או 20 השנים הבאות, תהיה לנו תשובה טובה יותר," אמרה.
הערת העורך: סיפור זה פורסם במקור ב -4 בספטמבר 2018. עודכן ב- 7 במרץ, 2019 בשעה 1:30 בערב. E.T. לכלול הערכה נוספת למסת שביל החלב, שנלקחה מהתצפיות שנאספו על ידי טלסקופ החלל האבל של נאס"א ובלוויין גאיה של סוכנות החלל האירופית.
