Sciencemag.cz
Doporučujeme
Díky nejnovějšímu katalogu družice Gaia Evropské kosmické agentury (ESA) se mezinárodnímu týmu vedenému astronomy z Paris Observatory–PSL a CNRS podařilo dosáhnout dosud nejpřesnějšího měření hmotnosti Mléčné dráhy. Studie podle jejích autorů otevírá důležité otázky týkající se kosmologie, zejména pokud jde o množství temné hmoty obsažené v naší galaxii.
Celkovou hmotnost Mléčné dráhy odhaduje nyní studie na pouhých dvě stě miliard (billions) hmotností Slunce, což znamená výraznou revizi směrem dolů – jde o hodnotu asi přibližně čtyřikrát až pětkrát nižší než předchozí odhady.
„Nová hodnota byla odvozena ze třetího vydání dat katalogu Gaia zveřejněného v roce 2022, který poskytuje komplexní údaje pro 1,8 miliardy hvězd, zahrnující všechny tři prostorové složky a tři rychlostní složky v šestidimenzionálním prostoru Mléčné dráhy,“ uvádí průvodní tisková zpráva.
Na základě dat z programu Gaia se vědcům podařilo sestavit nejpřesnější rotační křivku pro Mléčnou dráhu a z toho odvodit její hmotnost. Před příchodem programu Gaia bylo získání spolehlivé rotační křivky pro naši galaxii náročné, na rozdíl od případu vnějších spirálních galaxií. Tento problém pramenil z naší polohy v Mléčné dráze, která znemožňovala přesné rozlišení pohybů a vzdáleností hvězd v galaktickém disku.
Vědci v nové studii zjistili, že rotační křivka Galaxie je netypická: na rozdíl od křivek určených pro jiné velké spirální galaxie není plochá. Naopak, na okraji disku Galaxie se tato křivka začíná rychle snižovat podle modelu známého jako keplerovský pokles (Keplerian decline).
A co z tohoto zjištění plyne dále? Důsledky mohou být celkem zásadní. Jedním z hlavních průlomů v moderní astronomii/kosmologii bylo totiž zjištění, že rotační rychlosti velkých disků spirálních galaxií jsou mnohem vyšší, než by se dalo očekávat na základě keplerovského poklesu. V 70. letech 20. století Vera Rubin a Albert Bosma zjistili, že rychlost rotace spirálních galaxií zůstává konstantní, a to daleko za hranicemi jejich optických disků (poznámka: viditelné hmoty, se tím téměř jistě myslí?).
Bezprostředním důsledkem tohoto objevu byla domněnka o existenci temné hmoty, která je vedle pozorovatelné hmoty rozptýlena v halo obklopujícím disky spirálních galaxií. Bez této temné hmoty by rotační křivky sledovaly keplerovský pokles. Přítomnost keplerovského poklesu v případě Mléčné dráhy naopak naznačuje nepřítomnost významného množství hmoty mimo její optický disk.
Rotační křivka typické spirální galaxie, zdroj: Wikipedia, autor: Stefania.deluca, licence: volné dílo
Y.-J. Jiao et al, Detection of the Keplerian decline in the Milky Way rotation curve, Astronomy & Astrophysics (2023). DOI: 10.1051/0004-6361/202347513. On arXiv: DOI: 10.48550/arxiv.2309.00048
Zdroj: Paris Observatory / Phys.org, přeloženo/zkráceno
Poznámka PH: Chápu-li dobře, vlastně to znamená spíše argument, že pro popis Mléčné dráhy temnou hmotu (tolik) nepotřebujeme? Nebo že temné hmoty by zde mohlo být méně, být rozložena jinak apod. Ale výsledky u jiných diskových galaxií se zde přímo nezpochybňují…
https://www.universetoday.com/163448/the-milky-ways-mass-is-much-lower-than-we-thought/
„Keplerianský pokles umožňuje týmu stanovit jasný horní limit hmotnosti Mléčné dráhy. Ale protože jsme v samotné Mléčné dráze, nemáme skvělý výhled na hvězdy v celé galaxii. Směrem do středu galaxie je tolik plynu a prachu, že nevidíme ani hvězdy na odvrácené straně . Místo toho měříme rotační křivku pomocí neutrálního vodíku, který vyzařuje slabé světlo o vlnové délce asi 21 centimetrů. Není to tak přesné jako měření hvězd, ale dalo nám to hrubou představu o hmotnosti naší galaxie.
To, co našli, bylo překvapivé. Nejlépe odpovídá jejich údajům, že hmotnost je asi 200 miliard slunečních hmot, což je pětina předchozích odhadů. Absolutní horní hranice hmotnosti pro Mléčnou dráhu je 540 miliard, což znamená, že Mléčná dráha je alespoň z poloviny tak hmotná, jak jsme si mysleli. Vzhledem k množství známé pravidelné hmoty v galaxii to znamená, že Mléčná dráha má výrazně méně temné hmoty, než jsme si mysleli.“