นักดาราศาสตร์คิดว่าเพิ่งพบขอบกาแล็กซีทางช้างเผือก

เมื่อคุณอยู่ตรงกลางของบางสิ่ง มันค่อนข้างยากที่จะบอกว่ามันใหญ่แค่ไหน เช่นกาแล็กซีทางช้างเผือก เป็นต้น เราไม่สามารถถ่ายภาพจากภายนอกได้อย่างแน่นอน ดังนั้นการประมาณค่าที่ดีที่สุดของเราจึงอาศัยการวัดระยะทางไปยังวัตถุที่อยู่รอบนอก

การประมาณการตามข้อมูลการทำแผนที่ Gaia เมื่อปีที่แล้วทำให้เราได้เส้นผ่านศูนย์กลางจานประมาณ 260,000 ปีแสงให้หรือรับ แต่เช่นเดียวกับอิทธิพลของดวงอาทิตย์ทอดตัวไปไกลกว่าแถบไคเปอร์อิทธิพลแรงโน้มถ่วงและความหนาแน่นของทางช้างเผือกนั้นมองไม่เห็นรัศมีสสารมืด- ขยายได้ไกลกว่าแผ่นดิสก์

ไกลแค่ไหน? ตามที่คำนวณใหม่พบไม่น้อย ในรายงานฉบับใหม่ที่ส่งถึงประกาศรายเดือนของ Royal Astronomical Societyและอัพโหลดไปที่อาร์เอ็กซ์นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ Alis Deason จากมหาวิทยาลัย Durham ในสหราชอาณาจักรและเพื่อนร่วมงานได้เปิดเผยเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.9 ล้านปีแสง

ทางช้างเผือกมีอะไรมากกว่าที่เรามองเห็น ดวงดาวและก๊าซหมุนวนอยู่ในวงโคจรรอบราศีธนู A* ซึ่งเป็นมวลมหาศาลที่ใจกลางกาแลคซี เรารู้เรื่องนี้เพราะว่าดาวดวงนั้นขอบด้านนอกของจานดาราจักรกำลังเคลื่อนที่เร็วกว่าที่ควรจะเป็นมากโดยอาศัยอิทธิพลโน้มถ่วงของสสารที่ตรวจจับได้

อิทธิพลโน้มถ่วงเพิ่มเติมที่ทำให้การหมุนนั้นถูกตีความว่ามาจาก- รัศมีทรงกลมอันกว้างใหญ่ของสิ่งที่ห่อหุ้มดิสก์กาแลคซี แต่เนื่องจากเราไม่สามารถตรวจจับสสารมืดได้โดยตรง เราจึงต้องอนุมานการมีอยู่ของมันโดยพิจารณาว่ามันส่งผลต่อสิ่งรอบตัวอย่างไร

แผนผังของรัศมีสสารมืดในกาแลคซีของเรา -จักรวาลดิจิทัล/พิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์ธรรมชาติอเมริกัน-

นั่นคือสิ่งที่ Deason และทีมงานต่างประเทศของเธอทำ

ขั้นแรก พวกเขาทำการจำลองทางจักรวาลวิทยาที่มีความละเอียดสูงของรัศมีสสารมืดของดาราจักรมวลทางช้างเผือก ทั้งในแบบแยกเดี่ยวและแบบอะนาล็อกของดาราจักรทางช้างเผือกกลุ่มท้องถิ่นซึ่งเป็นกาแลคซีกลุ่มเล็ก ๆ ที่มีความกว้างประมาณ 9.8 ล้านปีแสงซึ่งมีทางช้างเผือกอยู่

พวกเขามุ่งความสนใจไปที่กาแล็กซีทางช้างเผือกใกล้กับ M31 หรือที่เรียกกันว่ากาแล็กซีแอนโดรเมดา ซึ่งเป็นกาแล็กซีเพื่อนบ้านขนาดใหญ่ที่ใกล้ที่สุดของเรา และกาแล็กซีทางช้างเผือกจะชนกันด้วยในเวลาประมาณ 4.5 พันล้านปี- ขณะนี้กาแลคซีทั้งสองอยู่ห่างจากกันประมาณ 2.5 ล้านปีแสง ซึ่งใกล้พอที่จะมีปฏิสัมพันธ์กันด้วยแรงโน้มถ่วงอยู่แล้ว

ทีมงานได้สร้างแบบจำลองรัศมีสสารมืดของทางช้างเผือกโดยใช้โปรแกรมจำลองต่างๆ มากมายความเร็วในแนวรัศมี- ความเร็วการโคจรของวัตถุที่เคลื่อนที่รอบกาแลคซีในระยะทางต่างๆ - และความหนาแน่นเพื่อลองกำหนดขอบของรัศมีสสารมืด

การจำลองเหล่านี้แสดงให้เห็นว่า นอกเหนือจากรัศมีสสารมืดแล้ว ความเร็วในแนวรัศมีของวัตถุ เช่น กาแลคซีแคระ ก็ลดลงอย่างเห็นได้ชัด

จากนั้นพวกเขาก็เปรียบเทียบสิ่งนี้กับฐานข้อมูลการสังเกตของดาราจักรแคระรอบทางช้างเผือกในกลุ่มท้องถิ่น และตามที่การจำลองทำนายไว้ ความเร็วในแนวรัศมีลดลงอย่างกะทันหัน ระยะทางในแนวรัศมีที่ทีมคำนวณถึงขอบเขตนี้อยู่ที่ระยะทางประมาณ 292 กิโลพาร์เซก หรือประมาณ 950,000 ปีแสง

เพิ่มเป็นสองเท่าสำหรับเส้นผ่านศูนย์กลาง และคุณจะได้เพียง 1.9 ล้านปีแสง

ระยะห่างนี้ยังสามารถปรับปรุงได้ และควร เนื่องจากไม่ใช่จุดสนใจหลักของการวิจัยนี้ แต่ช่วยวางข้อจำกัดที่สำคัญบนทางช้างเผือก และสามารถใช้เพื่อค้นหาขอบเขตดังกล่าวสำหรับกาแลคซีอื่น ๆ

"ในการวิเคราะห์รัศมีทางช้างเผือกหลายครั้ง ขอบเขตด้านนอกของมันเป็นข้อจำกัดพื้นฐาน บ่อยครั้งทางเลือกนั้นขึ้นอยู่กับอัตวิสัย แต่ดังที่เราได้โต้แย้งไปแล้ว เป็นการดีกว่าที่จะให้นิยามขอบด้านนอกที่มีแรงจูงใจทางกายภาพและ/หรือการสังเกต ที่นี่เราได้เชื่อมโยงขอบเขตดังกล่าวแล้ว ของการกระจายสสารมืดที่ซ่อนอยู่ไปยังฮาโลดาวฤกษ์ที่สังเกตได้และประชากรกาแลคซีแคระ"นักวิจัยเขียนไว้ในรายงานของพวกเขา-

มีความหวังเป็นอย่างยิ่งว่าข้อมูลในอนาคตจะให้การวัดขอบของทางช้างเผือกและกาแลคซีมวลทางช้างเผือกใกล้เคียงได้แม่นยำและแม่นยำมากกว่าที่เราได้นำเสนอไว้ที่นี่"

ได้ส่งผลงานวิจัยไปที่ประกาศรายเดือนของ Royal Astronomical Societyและมีจำหน่ายที่อาร์เอ็กซ์-