천문학 자들은 은하수의 질량을 계속 측정하려고 노력하며 계속해서 다른 숫자를 내 놓습니다. 그러나 그들이 수학에 나쁜 것은 아닙니다. 은하수만큼 거대한 물체의 질량을 측정하는 것은 혼란 스럽습니다. 또한 우리는 그 안에 포함되어 있습니다. 질량을 제한하려면 매우 영리한 조작이 필요합니다.
은하의 질량은 천문학 자들이 수십 년 동안 해답을 시도해온 근본적인 과학적 질문입니다. 문제는 천문학 자들의 최고 추정치조차도 매우 다양하다는 것입니다. 별 자체의 질량을 측정 할 때 어려움이 발생합니다. 암흑 물질을 측정해야하는 어려움에서 비롯됩니다.
암흑 물질이 무엇인지 모르십니까? 우주 잡지가 도와 드리겠습니다. (무엇인지 알고 있으면 다음 섹션을 건너 뛸 수 있습니다.)
의무“암흑은 무엇인가?” 부품
우선 암흑 물질은 가상의 것입니다. 우리는 그것이 무엇인지 정말로 모른다. 그러나 우리는 그것이 있다는 것을 알고 있습니다.
우리가보고 상호 작용할 수있는 것은 소위 '바로 닉 물질'로 만들어졌습니다. 그것은 원자로 만들어졌으며 우리 몸, 행성, 별, 김정은의 안경 등 우리가 잘 알고있는 모든 것입니다. 배론 물질은 우주에서 물질의 약 10-15 %를 구성합니다.
우리는 암흑 물질이 우주에서 물질의 약 85-90 %를 구성한다고 생각합니다. 빛과 상호 작용하지 않으며 볼 수 없기 때문에 일반 물질과 구별됩니다. 그래서 암흑 물질이라고합니다.
그러나 우리는 그것이 우리가 볼 수있는 것보다 훨씬 더 질량이있는 것처럼 행동하기 때문에 그것이 있다는 것을 알고 있습니다. 그것이 중력에 있다는 힌트. 은하들은 우리가 그들의 일반적인 문제에서 볼 수있는 것보다 더 많은 질량, 따라서 더 많은 중력을 가져야합니다. 그들의 질량과 중력은 그들을 하나로 묶습니다.
짧은 버전은 우리가 측정 할 수있는 것보다 훨씬 더 많은 질량이 없다면 상황이 될 수 없다는 것입니다.
정말 측정하기 어렵다
“우리는 암흑 물질을 직접 감지 할 수 없습니다.”
로라 왓킨스, 유럽 남부 천문대
“암흑 물질을 직접 감지 할 수는 없습니다.”라고 분석을 수행 한 팀을 이끌었던 Laura Watkins (독일 유럽 남부 천문대)가 설명합니다. "이것이 우리 은하의 질량에서 현재의 불확실성을 초래하는 것입니다. 보이지 않는 것을 정확하게 측정 할 수 없습니다!“
보이지 않는 것을 어떻게 측정 할 수 있습니까? 천문학 자들은 암흑 물질의 영향을 측정 한 후 거꾸로 일하는 것으로 바빴다. 그러나 모든 노력을 기울 였음에도 불구하고 추정치는 태양 질량의 5 천억 배에서 태양 질량의 3 조 배까지 크게 차이가납니다. 그것은 천문학에서 큰 불일치와 실제 잔소리 문제입니다. 모든 암흑 물질을 측정하기가 어렵 기 때문입니다.
이제 European Southern Observatory의 Laura Watkins가 이끄는 새로운 연구는 그들이 은하수의 암흑 물질과 전체 질량을 측정하는 데 가장 가깝다고 생각합니다. 그들의 수는?
그들은 은하수는 우리 은하 중심으로부터 125,000 광년의 반경 내에 우리 태양보다 1.5 조 배나 많은 태양 질량을 포함한다고 말합니다.
이 연구는 유럽 우주국 가이아 (Gaia) 임무의 두 번째 자료 발표에 의존한다. 저자들은 그것을 허블 우주 망원경의 관측과 결합했습니다.
천문학 자들이 은하의 질량을 측정하는 방법에 대해 알아 봅시다.
천문학자는 별의 표본을 측정 한 다음 외삽 할 수 없습니다. 그들은 모든 암흑 물질을 볼 수 없기 때문에 작동하지 않습니다. 그래서 그들은 다른 것들을 측정합니다. Gaia 미션 덕분에 이미 많은 측정이 이루어졌습니다.
가이아 및 구상 성단 입력
Gaia는 은하수의 3D지도를 만드는 ESO의 사명입니다. 야심 찬 임무이지만 훌륭한 결과를 얻었습니다. Gaia는 은하수와 로컬 그룹에서 약 10 억 개의 별의 위치 및 방사 속도를 측정했습니다. 이것은 우리 은하계 별의 약 1 %입니다. 그다지 들리지 않을 수도 있지만, 특히 암흑 물질을 측정 할 때 측정의 정확도도 매우 중요합니다.
가이아가 측정 한 약 10 억 개의 별 중 일부는 은하수 근처에있는 구상 성단에 있습니다. 구상 성단은 구형의 별 모양으로, 은하수를 도는 약 150 개가 있습니다. 가장 중요한 것은 은하가 거대할수록 구상 성단 궤도가 더 빠르다는 것입니다. 그리고 Gaia는 그 어느 때보 다 정확한 속도 측정을 제공했습니다.
“은하가 거대할수록 중력의 끌어 당김에 따라 클러스터가 더 빨리 움직입니다.“
N. Wyn Evans, 영국 케임브리지 대학교.
“은하가 더 클수록 중력이 끌어 당겨 클러스터가 더 빨리 움직입니다.N. Wyn Evans (영국 케임브리지 대학교)는 설명합니다. "대부분의 이전 측정 결과는 클러스터가 지구에서 접근하거나 후퇴하는 속도, 즉 가시선을 따르는 속도입니다. 그러나 우리는 또한 총 속도와 결과적으로 은하 질량을 계산할 수있는 군집의 측면 운동을 측정 할 수있었습니다.“
허블이 도와줍니다
구형 덩어리가 멀어 질수록 우리 은하의 질량에 대해 더 많이 알려줍니다. Gaia가 클러스터의 매우 정확한 속도 측정을 제공했지만 지구로부터 130,000 광년 떨어진 거리에서 클러스터를 측정 한 것이 유서 깊은 허블 우주 망원경 (Hubble Space Telescope)이었습니다.
“글로벌 클러스터는 먼 거리로 확장되어 천문학 자들이 우리 은하의 질량을 측정하는 데 사용하는 최고의 추적자로 간주됩니다.허블 측정을 주도한 토니 손 (미국 우주 망원경 과학 연구소)이 말했다.
“우리는 이렇게 훌륭한 데이터 조합을 갖게되어 운이 좋았습니다.”Roeland P. van der Marel (미국 우주 망원경 과학 연구소)이 설명했습니다. "가이아의 34 개의 구상 성단의 측정 값과 허블의 12 개의 더 먼 성단의 측정 값을 결합함으로써이 우주 망원경 없이는 불가능한 방식으로 은하계 질량을 고정 할 수있었습니다.“
중요한 이유
그래서 지금 무엇?
은하수의 질량은 단순한 호기심 이상의 것이지, 더 큰 질문의 본질적이고 중요한 부분입니다. 은하의 암흑 물질 함량은 우주에서 구조물의 형성과 성장과 관련이 있습니다.
우리 은하의 질량을보다 정확하게 측정하면 가정 은하와 우주에서의 위치를 이해하는 데 도움이됩니다.
나쁘지 않다.
출처 :
- 연구 논문 : Gaia DR2 Halo Globular Cluster Motions의 중간 규모의 은하수에 대한 증거
- 보도 자료 : 허블과 가이아, 은하수의 정확한 무게
