A Tejútrendszer tömege az egyik legalapvetőbb mérés, amelyet a csillagászok elvégezhetnek a galaxissal kapcsolatban. Az évtizedeken át tartó intenzív próbálkozások ellenére azonban a tömegre vonatkozó legjobb becslések között is eltérések mutatkoznak. A tudósok korábban 500 millió és 3000 milliárd naptömeg közötti értéket állapítottak meg. A hatalmas eltérés elsősorban a sötét anyag eloszlásának mérésére használt módszerek különbözőségeiből adódott.

Most az Európai Űrügynökség (ESA) Gaia-missziója keretében az ESA és a NASA közös Hubble űrteleszkópjával végzett megfigyelések alapján a tudósok arra jutottak, hogy a Tejútrendszer a galaxis középpontjától mért 129 ezer fényévnyi sugárban 1,5 ezer milliárd naptömeget nyom – derül ki az The Astrophysical Journal című szakfolyóirat következő számában részletezett adatokból. Éppen ez a szaklap közölte le tavaly nyáron azt a tanulmányt is, amely szerint a Tejútrendszer tömege 960 milliárd Nap tömegével egyenlő.

A Tejútrendszer számítógép által generált képe a legfrissebb mérések alapján

ESA/Hubble, NASA, L. Calçada

"Nem tudjuk közvetlenül megmérni a sötét anyagot. Ez vezet a Tejútrendszer tömegét övező bizonytalansághoz, hiszen azt nem tudod pontosan megmérni, amit nem látsz" – mondta Laura Watkins, az Európai Déli Obszervatórium munkatársa, az elemzést végző kutatócsoport vezetője. A Tejútrendszer tömegének csupán 15 százalékát alkotják a csillagok, 85 százalékát a tudósok számára is igen titokzatos, úgynevezett sötét anyag teszi ki. (Nemrég éppen az ejtette zavarba az asztrofizikusokat, hogy egy különleges, sötét anyag nélküli galaxisra bukkantak.)

Mivel a sötét anyag nehezen megfogható, a kutatóknak különleges módszert kellett alkalmazniuk a Tejútrendszer megméréshez, amelyhez a gömbhalmazok sebességét vették alapul. Ezek a sűrű csillaghalmazok nagy távolságban keringenek a galaxis spirális lemeze körül.

"Minél nagyobb tömegű egy galaxis, annál gyorsabban mozognak a csillaghalmazok a gravitáció hatására" – magyarázta N. Wyn Evans, a Cambridge-i Egyetem munkatársa. A legprecízebb mérésekkel megállapították a sebességet, amellyel a halmazok távolodnak vagy közelednek a Földhöz képest, ez a látótér vonala mentén észlelhető sebesség. Ugyanakkor meg tudták mérni a gömbhalmazok oldalirányú mozgását is, melyből már kikalkulálható volt a teljes sebesség, és ebből következően a galaxis tömege.

A mérések alapját a Gaia által szolgáltatott második adattömeg adta. A Gaia feladata az volt, hogy precíz, háromdimenziós térképet készítsen a Tejútrendszer csillagászati objektumairól, és kövesse mozgásukat. Az általa gyűjtött második adathalmaz a Földtől mintegy 65 ezer fényévnyi távolságra lévő gömbhalmazokról készített méréseket is tartalmazott. Ezeket az adatokat kombinálták a Hubble páratlan érzékenységével és megfigyeléseivel. Segítségével halvány és távoli, a Földtől akár 130 ezer fényévnyi távolságra lévő gömbhalmazokat is be tudtak vonni a kutatásba.

[Meggörbült a Tejútrendszer széle]

"Szerencsénk volt, hogy ilyen remek adatkombinációval rendelkeztünk. A Gaia 34 gömbhalmazról készített méréseit a Hubble 12 további távoli halmazról feljegyzett adataival kombinálva meg tudtuk határozni a Tejútrendszer tömegét olyan módon, mely e két teleszkóp nélkül lehetetlen lett volna" – mondta Roeland P. van der Marel, az amerikai Space Telescope Science Institute (STScI/Űrcsillagászati Kutatóintézet) munkatársa.

Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának tudományos eredményeket is bemutató Facebook-oldalát.