Astronomové našli okraj naší galaxie

Na základě údajů z vesmírného dalekohledu Gaia vědci určili průměr halo temné hmoty - sférické oblasti, do níž zasahuje gravitační pole Mléčné dráhy. Toto je první měření velikosti naší galaxie. Výsledky studie byly předány časopisu Monthly Notices of Royal Astronomical Society k publikaci, a také byly uveřejněny v předtiskové knihovně arXiv.org.

Astronomové úspěšně pozorují jiné galaxie, ale protože je uvnitř galaxie Mléčná dráha, nemohou vyfotografovat naši vlastní. Proto je odhad velikosti naší galaxie obvykle založen na měření vzdálenosti k nejvzdálenějším objektům na jejím okraji.

Takový odhad však udává pouze hranice galaktického disku, který má průměr asi 260 000 světelných let. Ale stejně jako hranice sluneční soustavy zasahují mnohem dále než Kuiperův pás, včetně celé oblasti gravitačního vlivu Slunce, tak i hranice galaxie zasahují mnohem dále než viditelná oblast galaktického disku.

Jak ukázaly výpočty na základě dat z mapování kosmického dalekohledu Gaia, neviditelné halo temné hmoty rotující kolem supermasivní černé díry Střelec A* se od ní rozprostírá do vzdálenosti 950 000 světelných let.

Kosmický dalekohled Evropské kosmické agentury (ESA) již sedmý rok pečlivě zaznamenává polohu všech pohybujících se objektů v naší galaxii, jejich radiální rychlosti a změnu vzdáleností mezi hvězdami. Cílem projektu Gaia je vytvořit přesnou 3D mapu Mléčné dráhy, ale k tomu je důležité znát její rozměry.

Astrofyzici z Velké Británie, Německa, Spojených států a Kanady spojili své síly, aby určili vzdálenost k vnějším hranicím halo temné hmoty. Vycházeli ze skutečnosti, že hvězdy na vnějších okrajích galaktického disku se pohybují mnohem rychleji, než by měly, pokud bereme za základ gravitační vliv pouze viditelné hmoty. Interpretovali další gravitační účinek jako vycházející od vnějšího halo temné hmoty.

Vědci provedli simulace s vysokým rozlišením aury temné hmoty galaxií s hmotností Mléčné dráhy, jednotlivě i jako součást Místní skupiny - malá skupina galaxií o průměru asi 9,8 milionu světelných let, do níž patří Mléčná dráha, Galaxie Andromeda (M31), Galaxie v Trojúhelníku (M33) a několik desítek malých galaxií.

Pomocí dat o radiálních rychlostech - orbitálních rychlostech objektů pohybujících se kolem středu galaxie v různých vzdálenostech a hustotě, autoři určili hranici, za níž výrazně klesá radiální rychlost objektů, jako jsou trpasličí galaxie. Radiální vzdálenost k této hranici byla asi 292 kiloparseců, nebo 950 000 světelných let, a celková velikost Mléčné dráhy nebo její průměr je 1,9 milionu světelných let.

Získané výsledky jsou prvním měřením vnějších rozměrů naší galaxie, budou ještě upřesněny, ale nyní mohou být podle autorů použity jako hraniční parametry v mnoha studiích a teoretických konstrukcích.

„V mnoha analýzách je halo Mléčné dráhy, její vnější hranice, zásadním omezením. Vědci se často řídí subjektivní volbou, ale je lepší fyzicky určit vnější okraj. Spojili jsme hranici temné hmoty s pozorovaným hvězdným halo a populací trpasličích galaxií,“ píší autoři článku.

„Doufáme, že budoucí data zajistí spolehlivější a přesnější měření hranic Mléčné dráhy a okolních galaxií,“ uvádějí vědci.