هل فوجئت يومًا بوزنك السنوي في عيادة الطبيب لتجد أن مقياس حمامك في المنزل كان خاطئًا؟ أو اشتريت مقياسًا جديدًا كان له اختلاف في الرأي مع مقياسك القديم؟ هذا ما حدث مع مجرتنا درب التبانة. قال Xiangxiang Xue من معهد Max Planck لعلم الفلك في ألمانيا والمراصد الفلكية الوطنية في الصين ، الذين يقودون فريق بحث يستخدم المسح الرقمي Sloan لقياس كتلة النجوم في المجرة: "المجرة أنحف مما كنا نعتقد". . قال دونالد شنايدر ، عضو فريق البحث ، من ولاية بنسلفانيا: "لقد فوجئنا تمامًا بهذه النتيجة". وأوضح الباحثون أنه لم يكن النظام الغذائي للمجرة هو السبب في التخسيس الأخير للمجرة ، ولكن مقياس أكثر دقة.
استخدم الباحثون حركات النجوم البعيدة لعمل التحديد الجديد لكتلة درب التبانة. قاموا بقياس حركات 2400 نجم "فرع أفقي أزرق" في الهالة النجمية الممتدة التي تحيط بقرص المجرة. تصل هذه القياسات إلى مسافات تقارب 200.000 سنة ضوئية من مركز المجرة ، تقريبًا حافة المنطقة الموضحة في الصورة أعلاه. تقع شمسنا على بعد حوالي 25000 سنة ضوئية من مركز المجرة ، في منتصف الطريق تقريبًا في قرص المجرة. من سرعات هذه النجوم ، تمكن الباحثون من تقدير كتلة هالة المادة المظلمة في درب التبانة بشكل أفضل بكثير ، والتي وجدوا أنها "أنحف" بكثير مما كان يعتقد من قبل.
يعتمد الاكتشاف على بيانات من المشروع المعروف باسم SEGUE (ملحق سلون لفهم واستكشاف المجرة) ، وهو مسح ضخم للنجوم في درب التبانة. باستخدام قياسات SEGUE للسرعات النجمية في درب التبانة الخارجي ، وهي منطقة تعرف باسم الهالة النجمية ، حدد الباحثون كتلة المجرة من خلال استنتاج كمية الجاذبية المطلوبة لإبقاء النجوم في المدار. يأتي جزء من هذه الجاذبية من نجوم درب التبانة نفسها ، ولكن معظمها يأتي من توزيع المادة المظلمة غير المرئية ، والتي لا تزال غير مفهومة تمامًا.
استخدمت أحدث الدراسات السابقة لكتلة درب التبانة عينات مختلطة من 50 إلى 500 قطعة. لقد ضمنا كتلًا تصل إلى تريليوني مرة من كتلة الشمس للكتلة الإجمالية للمجرة. على النقيض من ذلك ، عندما يتم تصحيح قياس SDSS-II في غضون 180.000 سنة ضوئية إلى قياس الكتلة الإجمالية ، فإنه ينتج قيمة أقل بقليل من تريليون مرة من كتلة الشمس.
قال هانز والتر ريكس ، مدير معهد ماكس بلانك لعلم الفلك: "إن الحجم الهائل لـ SEGUE يمنحنا ميزة إحصائية ضخمة". "يمكننا اختيار مجموعة موحدة من المتتبعات ، وتسمح لنا العينة الكبيرة من النجوم بمعايرة طريقتنا ضد المحاكاة الواقعية للكمبيوتر في المجرة". وأوضح متعاون آخر ، تيموثي بيرز من جامعة ولاية ميشيغان ، "من الصعب قياس الكتلة الإجمالية للمجرة لأننا عالقون في منتصفها. ولكن هذا هو الرقم الأساسي الوحيد الذي يجب أن نعرفه إذا كنا نريد أن نفهم كيف تشكلت درب التبانة أو مقارنتها بالمجرات البعيدة التي نراها من الخارج. "
يتم إجراء جميع ملاحظات SDSS-II من تلسكوب 2.5 متر في مرصد أباتشي بوينت في نيو مكسيكو. يستخدم التلسكوب كاميرا رقمية من الفسيفساء لتصوير مساحات كبيرة من السماء ومخططات تغذيها 640 ألياف بصرية لقياس ضوء النجوم الفردية والمجرات والكوازارات. قال بيرز إن أطياف SEGUE النجمية تحول خرائط السماء المسطحة إلى مناظر متعددة الأبعاد لدرب التبانة ، من خلال توفير المسافات والسرعات والتركيبات الكيميائية لمئات الآلاف من النجوم.
المصدر: Penn State، arXiv
