Якщо ви хочете визначити свою масу, це зробити досить легко. Просто станьте на ваги та подивіться на число, яке вони вам покажуть. Це число говорить вам про силу тяжіння Землі, тому, якщо ви вважаєте, що число завелике, заспокойтеся, — уявіть собі, що Земля просто вважає вас привабливішими за інших. Цей спосіб також можна використовувати для вимірювання маси Землі. Якщо ви покладете на терези гирю масою в один кілограм, вага, яку вона матиме, також є вагою Землі в полі тяжіння кілограма.
Але не так все просто. Земля не ідеально сферична, не ідеально однорідна за масою, тому її гравітаційне тяжіння дещо змінюється на земній кулі. Але цей метод дає правильне базове значення, і ми можемо використовувати його для оцінки маси інших об’єктів у Сонячній системі. Але як ми можемо визначити масу чогось більшого, наприклад Молочного Шляху? Один із методів полягає в тому, щоб оцінити кількість зір у Галактиці та їхні маси, потім оцінити масу всього міжзоряного газу та пилу, а потім приблизно визначити кількість темної матерії… Все стає дуже складним.
Кращий спосіб — подивитися, як орбітальна швидкість зір змінюється залежно від того, на якій відстані вони лежать від центру галактики. Ця крива відома як крива обертання і за нею астрономи оцінюють верхню межу маси Молочного Шляху. Її значення становить приблизно від 600 мільярдів до трильйона мас Сонця. Широка невизначеність дає вам уявлення про те, як важко виміряти масу нашої галактики. Але в новому дослідженні запропоновано інший метод, і це може допомогти астрономам точно встановити масу Галактики.
Визначені швидкості втечі на різних відстанях від центра Галактики. Авторські права на зображення: Roche, et al. Фото з сайту www.universetoday.com.
Метод спирається на другу космічну швидкість (escape velocity) для зір у нашій галактиці. Якщо зоря рухається досить швидко, вона може подолати силу тяжіння Молочного Шляху і «втекти» в міжзоряний простір. Мінімальна швидкість, потрібна для втечі, залежить від маси нашої галактики, тому вимірювання одного дає вам інше. На жаль, відомо, що лише кілька зір виходять з Галактики на другій космічній швидкості. Цього мало, щоб добре контролювати масу галактики. Тож команда дослідила статистичний розподіл швидкостей зір, виміряний космічним зондом Gaia («Ґая»).
Метод схожий на зважування Місяця жменею пилу. Якби ви стояли на Місяці та підкидали пил угору, частинки пилу, що рухаються повільніше, досягли б меншої висоти, ніж більш швидкі частинки. Якби ви виміряли швидкість і положення частинок пилу, статистичне співвідношення між швидкістю та висотою показало б вам, як сильно Місяць притягає порошини, а отже, і масу Місяця. Було б простіше просто взяти наш кілограм і ваги для вимірювання маси Місяця, але метод пилу міг би спрацювати.
У Молочному Шляху зорі схожі на порошинки, що обертаються в полі тяжіння галактики. Наукова група використовувала швидкість і положення мільярда зір, щоб оцінити другу космічну швидкість на різних відстанях від центра Галактики. І з цього змогла визначити загальну масу Молочного Шляху. За оцінкою науковців вона становить 640 мільярдів мас Сонця.
Це нижня межа попередніх оцінок, і якщо це точно, це означає, що в Молочному Шляху трохи менше темної матерії, ніж досі вважали астрономи.
За інф. з сайту www.universetoday.com
