Naše Galaxie mimořádně zhubla?

Naše Galaxie má pouze poloviční hmotnost, než se doposud předpokládalo. Vyplývá to z nových pozorování. Nový objev souhlasí s výsledky dřívějších studií, z nichž vyplývá, že naše Galaxie je „štíhlejší“, než jsme si doposud mysleli, a to vzhledem ke slabšímu gravitační působení na blízké trpasličí galaxie.

Slunce se nachází v poměrně velké galaxii, kterou také označujeme jako Mléčná dráha. Podobně jako u jiných galaxiích, většina hmotnosti naší Galaxie je tvořena tzv. temnou hmotou, záhadnou, neviditelnou substancí, která se prozrazuje pouze svým gravitačním působením na hvězdy a přítomný mezihvězdný plyn.

Aby mohli astronomové přesně určit hmotnost naší Galaxie, měřili rychlosti hvězd, které obíhají kolem jejího středu. Čím rychleji obíhají, tím větší hmotnost Galaxie je musí držet před únikem do mezigalaktického prostoru.

Dva bilióny Sluncí

Dřívější studie oběžných rychlostí různých souborů 50 až 500 hvězd naznačovaly, že hmotnost naší Galaxie dosahuje přibližně 2 biliónů hmotností Slunce. Jiné studie se zaměřily na měření rychlostí trpasličích galaxií vůči naší Galaxii. Dospěly přitom k podobnému závěru.

Avšak nová studie, která vychází z měření rychlostí téměř 2500 hvězd, naznačuje, že skutečná hmotnost naší Galaxie je o něco nižší než jeden bilión hmotností Slunce.

„Naše Galaxie je štíhlejší, než jsme si doposud mysleli,“ říká Xiangxiang Xue (National Astronomical Observatories of China, Beijing), který je hlavním autorem této studie.

Tým pod jeho vedením analyzoval data z přehledového projektu výzkumu hvězd s názvem SEGUE (Sloan Extension for Galactic Understanding and Exploration), jež je částí velkého projektu, nazvaného SDSS (Sloan Digital Sky Survey), který využívá k výzkumu dalekohled o průměru 2,5 m v Novém Mexiku. Hvězdy z tohoto vzorku jsou vzdáleny od středu naší Galaxie zhruba 13 000 až 200 000 světelných let. Pro porovnání: Slunce je od středu Galaxie vzdáleno přibližně 25 000 světelných roků.

Pohyb hvězd

V rámci projektu SEGUE jsou proměřována spektra hvězd, která jsou použita k výpočtu jejich rychlosti směrem k Zemi či naopak od Země (tzv. radiální rychlosti na základě Dopplerova posuvu spektrálních čar). Tým astronomů, jehož vedoucím je Xue, porovnával zjištěné rychlosti s rychlostmi, vyplývajícími z počítačových simulací, které berou v úvahu různé hmotnosti galaxií.

Dospěli přitom k závěru, že hmotnost naší Galaxie se blíží hodnotě 0,93 biliónu hmotností Slunce. Skutečná hodnota však může být o 0,25 biliónu hmotností Slunce větší či naopak menší, pokud vezmeme v úvahu chyby měření.

„Celková hmotnost naší Galaxie se určuje jen velmi obtížně, protože se nacházíme téměř v jejím středu,“ říká člen týmu Timothy Beers (Michigan State University, East Lansing, USA). „Avšak je to jedna ze základních možností, abychom zjistili, jak je naše Galaxie uspořádaná v porovnání se vzdálenými galaxiemi, které pozorujeme v našem okolí.“

Obrovská výhoda

Navzdory nesouladu mezi tímto a předcházejícími měřeními tým astronomů důvěřuje svému závěru, protože byl založen na základě měření obrovského počtu hvězd. „Nesmírný rozsah projektu SEGUE nám dává obrovskou statistickou výhodu,“ říká další člen týmu Hans-Walter Rix (ředitel Max Planck Institute for Astronomy, Heidelberg, Německo).

Dřívější studie, které braly v úvahu pohyby trpasličích galaxií, mohly být chybné díky tomu, že předpokládaly oběh všech studovaných galaxií kolem Mléčné dráhy. Již jmenovaný tým astronomů podotýká, že současná měření naznačují, že naše Galaxie působí menší gravitací na dvě nejbližší nepravidelné trpasličí galaxie, nazvané Velké a Malé Magellanovo mračno, než jsme donedávna předpokládali.

Ještě přesnější určení hmotnosti naší Galaxie může být provedeno v budoucnu pomocí navrhovaného rozšíření projektu SDSS na SDSS-III, který bude zahrnovat měření hvězd do vzdálenosti více než 300 000 světelných let od středu naší Galaxie.

Avšak Simon White, ředitel Max Planck Institute for Astrophysics, Garching, Německo, který není členem výzkumného týmu, je přesvědčen o tom, že hmotnost naší Galaxie není o mnoho menší, než udávají dřívější studie.

„Odhadovat hmotnosti na základě oběhu hvězd je velmi komplikované, protože jejich oběh je závislý velmi detailně na tom, jak galaxie vznikala, včetně rychlostí vnikajících trpasličích galaxií, které v minulosti pohltila.“

Zdroj: http://space.newscientist.com/article/dn13997-milky-ways-mass-is-drastically-reduced.html

autor: František Martinek