Elkészült a Tejútrendszer tömegének legpontosabb becslése

Az európai Gaia műhold égboltfelmérő programjának egyre gazdagodó eredményeit használta fel, az Astronomy & Astrophysics folyóiratban közzé tett beszámolójában a Párizsi Obszervatórium.

A Gaia adatai alapján sikerült a Tejútrendszer tömegének eddigi legpontosabb becslését elkészíteni, az eredmények azonban érdekes kérdéseket vetnek fel, például a galaxisunkban lévő sötét anyag mennyisége kapcsán. A számításokhoz 1,8 milliárd csillagról rendelkezésre álló térbeli mozgási adatokat (mind a mozgás irányai, mint sebességei) használtak fel. Ebből ki lehetett számítani a Tejútrendszer forgását (korábban ehhez nem volt elegendő mért adat), majd a tömegét. Ne feledjük, más csillagrendszerekre kívülről látunk rá, így könnyen tudunk bármit észlelni róluk, ám a sajátunkat belülről látjuk.

A kapott eredmény szerint a Tejútrendszer tömege a Nap tömegének mintegy 200 milliárdszorosa, ez pedig mintegy negyed-, ötödrésze csak annak, amit korábban feltételeztek!

A számítások során elkészült a Tejútrendszer úgynevezett rotációs görbéje is, ami szintén ellentmond az eddigi ismereteinknek. Ez a görbe egészen leegyszerűsítve azt mutatja meg, hogy a Tejútrendszer középpontjától való távolság függvényében egy-egy ott lévő csillag milyen sebességgel kering a Tejútrendszer középpontja körül. Ha a görbe lapos, az egyenletes sebességre utal, ez pedig azt jelenti, hogy nagy mennyiségben van sötét anyag is jelen a galaxisunkban – ez volt az eddigi ismereteink szerinti változat. Az új számítások azonban azt mutatják, hogy a távolabbi csillagok sebessége kisebb, vagyis olyan, mintha sokkal kevesebb sötét anyag alkotná a galaxisunk halóját.

A sötét anyag kapcsán pont a mért és számított forgási sebességek közti eltérés adott bizonyítékot, Vera Rubin elméletében – mérések alapján úgy találta, túl gyorsan forognak a galaxisok ahhoz, amennyi anyag a bennük lévő csillagokban van. Ez alapján bizonyosodott be a sötét anyag léte. Az elmélet szerint a normál anyag mennyiségénél legalább hatszor több sötét anyag lehet a Világegyetemben. Most a Tejútrendszerben a forgásának adatai alapján pont arra derült fény, hogy e sötét anyag jóval kisebb mennyiségben van csak jelen a friss számítások szerint, nagyjából az össz tömeg picit több mint harmada a normál anyag, holott a sötét anyag mennyisége a normál anyagénak hatszorosa kellene legyen a korábbi számítási módszerek szerint.

Mi lehet erre a magyarázat?

A spirálgalaxisok döntő többsége az elvártak szerint viselkedik e téren, vajon miben tér el a Tejútrendszer? A kutatók szerint két elképzelés is szóba jöhet.
Az egyik szerint a Tejútrendszer viszonylag nyugodt múltja: kevés galaktikus ütközésen eshetett át tágabb otthonunk, s a legutóbbi nagy ütközés 9 milliárd éve volt – más galaxisok átlag 6 milliárd évvel ezelőtti ütközésekről tanúskodnak. A másik magyarázat szerint a különbség adódhat abból, hogy a jelen számításokat a csillagok mozgási adatai alapján készítették, más galaxisok esetében pedig például a semleges gázok mozgási adatai alapján. Arra mindenképp kiváló a most kapott eredmény, hogy indokolja: érdemes a többi galaxis forgásáról készült számításokat is újraértékelni, s ismét kiszámítani a normál anyag és a sötét anyag arányát.