Охватить весь Млечный путь, в отличие от полностью видимых галактик, и измерить его человеку, к сожалению, пока не дано. Однако получить максимально точные параметры веса нашей галактики у ученых не так давно все же получилось. Для определения массы Млечного пути американские астрономы использовали космический телескоп НАСА "Хаббл" в связке с европейским "Гайя".
Ранние исследования
В течении нескольких последних десятилетий определить вес Млечного пути ученые пытались не единожды. Однако узнать максимально точно приближенные данные специалистам долгое время не удавалось. При использовании разных методик в XX и начале XXI века астрономы, к сожалению, получали и неодинаковые результаты. Разнились цифры при этом значительно. Оценивали массу Млечного пути астрономы до недавнего времени в диапазоне от 500 до 3 триллионов масс Солнца.
Точные результаты
Выполненные учеными подсчеты показали, что точный вес нашей галактики составляет 1.5 трлн солнечных масс. То есть представляет собой фактический результат, полученный недавно специалистами, примерно среднее арифметическое между имевшимися ранее данными.
Проделанную американцами работу научное сообщество оценило, конечно же, очень высоко. Сделав точные подсчеты, ученые США значительно облегчили жизнь многим своим коллегам по всему миру. Отсутствие реальных данных по весу Млечного пути ранее зачастую становилось настоящим камнем преткновения при решении многих космологических задач.
В любом случае теперь ученые получили отличную возможность, к примеру, гораздо более точного сравнения нашей галактики и соседних в плане происходящих и происходивших когда-то в них процессов. Ведь вес более отдаленных галактик, поскольку ограничений в плане их видимости нет, ученым удалось определить уже довольно давно.
Полтора триллиона солнечных масс — это много или мало?
Полученные американскими учеными результаты, помимо всего прочего, подтвердили еще и то, что к большим галактикам наш Млечный путь отнести нельзя. Ранее было определено, что вес самых маленьких звездных скоплений этого типа во Вселенной составляет не более 1 миллиарда солнечных масс.
В сравнении с этими космическими «карликами», Млечный путь, конечно же, может считаться очень большим. Однако во Вселенной имеется и множество гигантских галактик, вес которых доходит до 30 триллионов солнечных масс.
Распределение массы
Звезд в нашей галактике, по мнению ученых, насчитывается более 200 миллиардов. Но несмотря на то, что именно они составляют основу видимого спектра Млечного пути, на них, как считают астрономы, приходится не более 4 % от вычисленных полутора триллионов солнечных масс веса. Еще 4 миллиона астрономы «отдают» черной дыре, расположенной в самом центре Млечного пути.
Остальной вес в нашей галактике, как считают специалисты, приходится на темную материю. Последняя представляет собой таинственную и неизученную пока субстанцию, работающую как каркас Вселенной и удерживающую звезды в галактиках на своих местах.
Черная дыра в центре Млечного пути
Такие космические объекты имеются в центре каждой достаточно крупной спиральной галактики. Черная дыра Млечного пути Стрелец А* достигает 44 млн км в ширину. То есть диаметр ее примерно равен расстоянию между Солнцем и Меркурием. От Земли черная дыра нашей галактики находится на удалении в 26 тыс. световых лет в направлении созвездия Стрельца. Увидеть этот сверхмассивный объект каким-либо образом невозможно. Определили его наличие в центре галактики ученые косвенным путем.
На настоящий момент этот центральный объект Млечного пути находится в неактивном состоянии. То есть не представляет собой квазар, активно поглощающий вращающиеся вокруг звезды. Наша "домашняя" черная дыра не втягивает все вокруг, как пылесос, а выступает лишь в качестве гравитационного якоря, удерживающего космические объекты. Для того чтобы сверхмассивный объект поглотил, к примеру, звезду, последняя должна двигаться в его направлении и пересечь горизонт событий.
Каким образом проводились вычисления
Как известно, темную материю, как основу Вселенной, взвешивать астрономы научились уже достаточно давно. Для выполнения таких вычислений специалисты используют в том числе и методику, опирающуюся на воздействие этой субстанции на шаровые звездные скопления. Такие звездные образования имеются в каждой галактике. При этом чем массивнее последняя, тем быстрее шаровые скопления движутся вокруг ее центра.
Еще в недавнем прошлом производить расчеты веса Млечного пути ученым приходилось только вдоль линии обзора таких звездных образований. В любом случае о том, с какой скоростью они приближаются к Земле или удаляются от нее, астрономам было известно. Однако при использовании "Хаббла" и "Гайи" специалистам удалось определить в том числе и особенности поперечного движения шаровых скоплений по отношению к Земле. Результатом этого и стала возможность более точного расчета их гравитационного ускорения.
Что представляют собой шаровые скопления
Такие звездные образования можно назвать настоящими хозяевами галактик. В Млечном пути, примеру, шаровых скоплений имеется просто огромное количество. Основу таких космических образований всегда составляют очень старые звезды. Возраст последних, по подсчетам ученых, может быть равен 14-16 млн лет. То есть образовались такие звезды практически сразу после Большого взрыва и из той же материи, что и галактики.
Представляют собой шаровые скопления большое количество звезд, тесно связанных между собой гравитацией и обращающихся вокруг центра галактики в качестве спутника. В общей сложности в одно такое образование может быть собрано от 10 тыс. до миллиона звезд. Орбиту шаровые скопления имеют сильно вытянутую эллиптическую. В точке ее сужения в образованиях этого типа, помимо всего прочего, происходит сближение составляющих их звезд.
В отличие от открытых скоплений, к примеру, тех же Плеяд, шаровые невооруженным глазом на небе не видны. Но при желании такие образования можно увидеть даже в обычный бинокль. К примеру, большое количество шаровых скоплений в Северном полушарии находится поблизости от созвездия Стрельца.
Для определения веса Млечного пути ученые использовали данные о вращении шаровых скоплений, лежащих за пределами его диска и вращающиеся вокруг него. Подобных звездных скоплений ученым на настоящий момент известно около 200 млн.
"Хаббл" и "Гайя"
При проведении подсчетов ученые постарались сделать так, чтобы эти два телескопа дополняли друг друга. Европейская "Гайя", как известно, была разработана в том числе и с целью создания трехмерной карты космических объектов Млечного пути, а также для отслеживания их движения. Это позволило сделать точные измерения в галактике, в том числе и в плане шаровых скоплений.
"Хаббл", в сравнении с "Гайей", имеет несколько меньший обзор. Однако при этом с помощью американского телескопа можно наблюдать и более мелкие космические объекты, включая и отдаленные скопления.
Связав оба телескопа в тесный тандем, американские ученые получили возможность наблюдать огромное количество шаровых скоплений в большом поле обзора и с удаленностью до 130 тысяч световых лет от Земли. Поскольку с помощью "Хаббла" ранее ученые делали множество снимков самых дальних подобных объектов, отслеживание скорости их движения при проведении новых расчетов для них особого труда не составило.
