Сколько весит Млечный Путь?

Обработав новые данные наблюдений за пятьюдесятью карликовыми галактиками — спутниками Млечного Пути, группа астрофизиков из Великобритании и США дала новую оценку массы нашей галактики. Согласно этой новой оценке, на видимую материю — звезды, облака межзвездного газа и пыли, приходится всего 15% массы Млечного Пути, все остальное — темная материя, распределенная по периферии — в гало галактики.

Галактики находятся в постоянном движении; когда они сталкиваются друг с другом, образуются новые, более массивные галактики. Наш ближайших галактический сосед, Андромеда, летит в сторону Млечного Пути со скоростью 110 км/с, столкновение должно начаться через 4,5 миллиарда лет. По мере движения через космическое пространство большие галактики притягивают скопления звезд поменьше, которые занимают орбиты и сопровождают большие галактики примерно так же, как планеты вращаются вокруг звезд, а спутники — вокруг планет и меньших космических тел. Динамика всех участников космического движения определяется массой, расстоянием и ускорением. Наблюдая вращение галактик-спутников Млечного Пути, астрофизики расчитывают характер движения и массу последнего; других способов сделать это нет, поскольку мы не можем наблюдать собственную галактику со стороны.

В отличие от других исследователей, вычислявших массу Млечного Пути, авторы новой работы отталкивались не от скорости движения галактик-спутников и изменения их положения относительно Земли, а от момента импульса — физической величины, которую определяют расстояния между объектами и их скорость. Галактики-спутники вращаются по эллиптическим орбитам, ускоряясь на участках, расположенных ближе к центру Млечного Пути, и замедляясь по мере удаления. В отличие от скорости движения по орбите, момент импульса не меняется, поэтому авторы работы полагают, что их оценка может быть точнее предыдущих. Дополнительно уточнить массу нашей галактики можно будет, когда поступят новые данные от новых приборов; астрофизики возлагают большие надежды на космическую обсерваторию Gaia, четыре года назад вышедшую на расчетную орбиту и LSST (Large Synoptic Survey Telescope, Большой Обзорный Телескоп).

Масса галактики, по новой оценке, составляет 0,96 триллиона масс Солнца; другие оценки давали и больше, и меньше — от 700 миллиардов до двух триллионов солнечных масс; подтвердились старые расчеты, говорящие о том, что ближайшая к нам галактика Андромеды массивнее нашей. Новую оценку проверили на компьютерной модели — симуляции Вселенной, состоящей из 20 тысяч галактик, напоминающих нашу, и еще 90 тысяч галактик-спутников, которые вращаются вокруг них.

Статья опубликована в журнале The Astrophysical Journal.