Megmérték a Tejútrendszer tömegét

Megmérte a Tejútrendszer tömegét a Hubble és a Gaia űrteleszkóp: több misszió eredményeként szerzett információk szerint a Földnek otthont adó galaxis becsült tömege 1,5 ezer milliárd Napénak felel meg.

A Tejútrendszer tömege az egyik legalapvetőbb mérés, amelyet a csillagászok elvégezhetnek a galaxissal kapcsolatban. Az évtizedeken át tartó intenzív próbálkozások ellenére azonban a tömegre vonatkozó legjobb becslések között is eltérések mutatkoznak.

Most, az Európai Űrügynökség (ESA) Gaia-missziója keretében az ESA és a NASA közös Hubble űrteleszkópjával végzett megfigyelések alapján a tudósok arra jutottak, hogy a Tejútrendszer a galaxis középpontjától mért 129 ezer fényévnyi sugárban 1,5 ezer milliárd naptömeget nyom.

A korábbi becslések 500 millió és 3000 milliárd naptömeg közötti értéket állapítottak meg. A hatalmas eltérés elsősorban a sötét anyag eloszlásának mérésére használt módszerek különbözőségeiből adódott. A sötét anyag akár a galaxis 90 százalékát is alkothatja.

„Nem tudjuk közvetlenül megmérni a sötét anyagot. Ez vezet a Tejútrendszer tömegét övező bizonytalansághoz, hiszen azt nem tudod pontosan megmérni, amit nem látsz” – idézi Laura Watkinst, az Európai Déli Obszervatórium munkatársát, az elemzést végző kutatócsoport vezetőjét a PhysOrg tudományos-ismeretterjesző hírportál.

Mivel a sötét anyag nehezen megfogható, a kutatóknak különleges módszert kellett alkalmazniuk a Tejútrendszer megméréshez, amelyhez a gömbhalmazok sebességét vették alapul. Ezek a sűrű csillaghalmazok nagy távolságban keringenek a galaxis spirális lemeze körül.

„Minél nagyobb tömegű egy galaxis, annál gyorsabban mozognak a csillaghalmazok a gravitáció hatására” – magyarázta N. Wyn Evans, a Cambridge-i Egyetem munkatársa.

A legprecízebb mérésekkel megállapították a sebességet, amellyel a halmazok távolodnak vagy közelednek a Földhöz képest, ez a látótér vonala mentén észlelhető sebesség. Ugyanakkor meg tudták mérni a gömbhalmazok oldalirányú mozgását is, melyből már kikalkulálható volt a teljes sebesség és ebből következően a galaxis tömege – fejtette ki a tudós.

A mérések alapját a Gaia által szolgáltatott második adattömege adta. A Gaia feladata az volt, hogy precíz, háromdimenziós térképet készítsen a Tejútrendszer csillagászati objektumairól és kövesse mozgásukat. Az általa gyűjtött második adathalmaz a Földtől mintegy 65 ezer fényévnyi távolságra lévő gömbhalmazokról készített méréseket is tartalmazott.

Ezeket az adatokat kombinálták a Hubble páratlan érzékenységével és megfigyeléseivel. Segítségével halvány és távoli, a Földtől akár 130 ezer fényévnyi távolságra lévő gömbhalmazokat is be tudtak vonni a kutatásba.

„Szerencsénk volt, hogy ilyen remek adatkombinációval rendelkeztünk. A Gaia 34 gömbhalmazról készített méréseit a Hubble 12 további távoli halmazról feljegyzett adataival kombinálva meg tudtuk határozni a Tejútrendszer tömegét olyan módon, mely e két teleszkóp nélkül lehetetlen lett volna” – mondta Roeland P. van der Marel, az amerikai Space Telescope Science Institute (STScI/Űrcsillagászati Kutatóintézet) munkatársa.