ما هو حجم مجرة درب التبانة؟ إنه سؤال سهل طرحه، ولكن من الصعب الإجابة عليه. تخيل أن هناك خلية واحدة في جسمك تحاول تحديد كتلتك الإجمالية وستحصل على فكرة عن مدى صعوبة ذلك.
على الرغم من التحديات، فقد حسبت دراسة جديدة كتلة مجرتنا بدقة، وهي أصغر مما كنا نعتقد.
إحدى الطرق لتحديد كتلة المجرة هي النظر إلى ما يسمى بكتلتها. منحنى الدوران. قياس سرعة النجوم في المجرة بالنسبة لبعدها عن مركز المجرة. تتناسب السرعة التي يدور بها النجم مع كمية الكتلة الموجودة في مداره. لذلك، من خلال منحنى دوران المجرة، يمكنك تعيين وظيفة الكتلة بنصف القطر والحصول على فكرة جيدة عن كتلتها الإجمالية.
لقد قمنا بقياس منحنيات الدوران للعديد من المجرات القريبة، مثل مجرة المرأة المسلسلة، لذا فنحن نعرف كتل العديد من المجرات بدقة تامة.
ولكن بما أننا في مجرة درب التبانة نفسها، فليس لدينا رؤية جيدة للنجوم في جميع أنحاء المجرة. باتجاه مركز المجرة، يوجد الكثير من الغاز والغبار لا أستطيع حتى رؤية النجوم على الجانب الآخر.
لذلك قمنا بقياس منحنى الدوران باستخدام الهيدروجين المحايد، الذي ينبعث منه ضوء خافت بطول موجي يبلغ حوالي 21 سنتيمترًا. وهي ليست بدقة القياسات النجمية، ولكنها تعطينا فكرة تقريبية عن كتلة مجرتنا.
لقد درسنا أيضًا تحركات العناقيد الكروية التي تدور في هالة درب التبانة. ومن هذه الملاحظات، فإن أفضل تقدير لدينا لكتلة درب التبانة هو حوالي تريليون كتلة شمسية، زيادة أو نقصانًا.
تعتمد هذه الدراسة الجديدة على الإصدار الثالث من البيانات الصادرة عن المركبة الفضائية جايا. ويحتوي على مواقع أكثر من 1.8 مليار نجم وحركات أكثر من 1.5 مليار نجم.
وعلى الرغم من أن هذا ليس سوى جزء صغير من 100 إلى 400 مليار نجم في مجرتنا، إلا أنه عدد كبير بما يكفي لحساب منحنى دوران دقيق. وهذا بالضبط ما فعله الفريق.
منحنى الدوران الناتج دقيق للغاية لدرجة أن الفريق تمكن من تحديد ما يعرف باسم اضمحلال كيبلر. هذه هي المنطقة الخارجية لمجرة درب التبانة حيث تبدأ سرعة النجوم في الانخفاض تقريبًا وفقًا لقوانين كيبلر نظرًا لأن كتلة المجرة كلها تقريبًا أقرب إلى مركز المجرة.
يتيح اضمحلال كيبلر للفريق وضع حد أعلى واضح لكتلة درب التبانة. وما اكتشفوه كان مفاجئًا.
أفضل تطابق مع بياناتهم يضع الكتلة بحوالي 200 مليار كتلة شمسية، أي خمس التقديرات السابقة. الحد الأعلى المطلق لكتلة درب التبانة هو 540 مليارًا، مما يعني أن كتلة درب التبانة تبلغ على الأقل نصف الكتلة التي كنا نعتقدها.
وبالنظر إلى كمية المادة العادية المعروفة في المجرة، فهذا يعني أن درب التبانة تحتوي على مادة مظلمة أقل بكثير مما كنا نعتقد.
تم نشر هذه المقالة في الأصل بواسطة الكون اليوم. اقرأها المقالة الأصلية.
