Астрономы думают, что они только что нашли край нашей галактики Млечный путь

Когда вы находитесь прямо посреди чего-то, довольно сложно точно сказать, насколько оно велико. Например, галактика Млечный Путь.

Мы не можем точно сфотографировать ее снаружи, поэтому наши лучшие оценки основаны на измерении расстояния до объектов на окраине.

Оценка, основанная на данных картирования Gaia в прошлом году, дала нам диаметр диска около 260 000 световых лет. Но так же, как влияние Солнца распространяется дальше, чем пояс Койпера, гравитационное влияние и плотность Млечного Пути — его невидимого гало темной материи — распространяются дальше, чем диск.

Насколько дальше? Ну, как показали новые расчеты, совсем немного. В новой статье, представленной в Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества и загруженной в arXiv, астрофизик Алис Дизон из Университета Дарема в Великобритании и его коллеги обнаружили диаметр 1,9 миллиона световых лет.

В Млечном Пути есть нечто большее, чем то, что мы можем видеть — все звезды и газ кружатся на орбите вокруг Стрельца А*, сверхмассивной черной дыры в центре галактики. Мы знаем это, потому что звезды на внешних краях галактического диска движутся намного быстрее, чем они должны при гравитационном влиянии обнаруживаемой материи.

Дополнительное гравитационное воздействие, придающее этому вращению толчок, интерпретируется как исходящее от темной материи — обширного сферического ореола вещества, которое окружает галактический диск. Но, поскольку мы не можем обнаружить темную материю напрямую, мы должны сделать вывод о ее присутствии, основываясь на том, как она влияет на окружающие ее вещество.

Вот что сделали Дизон и ее коллеги.

Во-первых, они провели космологическое моделирование с высоким разрешением ореолов темной материи галактик с массой Млечного пути, как в отдельности, так и в аналогах Местной группы, небольшой группы галактик диаметром около 9,8 миллионов световых лет, к которой Млечный Путь принадлежит.

Они были особенно сосредоточены на близости Млечного пути к M31, АКА, галактике Андромеды, нашему ближайшему большому соседу, и с которой Млечный путь должен столкнуться примерно через 4,5 миллиарда лет. Две галактики в настоящее время находятся на расстоянии около 2,5 миллионов световых лет друг от друга — достаточно близко, чтобы уже гравитационно взаимодействовать.

Используя несколько различных программ, команда смоделировала ореол темной материи Млечного Пути, рассматривая радиальную скорость — орбитальную скорость объектов, движущихся вокруг галактики на различных расстояниях — и плотность, чтобы попытаться определить границу гало темной материи.

Все эти моделирования показали, что за пределами ореола темной материи радиальная скорость таких объектов, как карликовые галактики, заметно ниже.

Затем они сравнили это с базой данных наблюдений карликовых галактик вокруг Млечного Пути в Местной группе. И, как и предсказывали их симуляции, произошло резкое падение лучевой скорости. Радиальное расстояние, рассчитанное командой до этой границы, составило около 292 килопарсек — около 950 000 световых лет.

Удвойте это по диаметру, и вы получите чуть более 1,9 миллиона световых лет.

Это расстояние все еще можно уточнить, и оно должно быть уточнено, поскольку оно не было главной целью данного исследования, но расчет помогает наложить важные ограничения на Млечный Путь, и может быть использован для нахождения таких границ для других галактик.

«Во многих анализах гало Млечного Пути его внешняя граница является фундаментальным ограничением. Часто выбор субъективен, но, как мы уже говорили, предпочтительнее определить физически и / или наблюдательно внешний край. Здесь мы связали границу распределения темной материи к наблюдаемому звездному гало», — написали исследователи в своей статье.

«Есть большая надежда, что новые данные обеспечат более надежное и точное измерение границ Млечного Пути и близлежащих галактик».

Исследование было принято к публикации в Ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества и доступно на сайте arXiv.

Источники: Фото: (ESA/Gaia/DPAC, CC BY-SA 3.0 IGO)