Nasza galaktyka jest dużo większa niż się wydaje. Nowa praca pokazuje, że Droga Mleczna rozciąga się na prawie 2 miliony lat świetlnych, czyli jest ponad 15 razy szersza niż jej świecący dysk spiralny. Liczba ta może doprowadzić do lepszego oszacowania, jak masywna jest galaktyka i ile innych galaktyk krąży wokół niej.
Astronomowie od dawna wiedzą, że najjaśniejsza część Drogi Mlecznej, dysk gwiazd w kształcie naleśnika, w którym znajduje się Słońce, ma około 120 000 lat świetlnych średnicy (SN: 8/1/19). Za tym dyskiem gwiazdowym znajduje się dysk gazu. Ogromne halo ciemnej materii, przypuszczalnie pełne niewidzialnych cząstek, otacza oba dyski i rozciąga się daleko poza nimi (SN: 10/25/16). Ale ponieważ ciemne halo nie emituje światła, jego średnica jest trudna do zmierzenia.
Teraz Alis Deason, astrofizyk z Durham University w Anglii, i jej koledzy wykorzystali pobliskie galaktyki, aby zlokalizować krawędź Drogi Mlecznej. Dokładna średnica wynosi 1,9 miliona lat świetlnych, plus minus 0,4 miliona lat świetlnych, jak donosi zespół 21 lutego w pracy opublikowanej na arXiv.org.
Aby umieścić ten rozmiar w perspektywie, wyobraźmy sobie mapę, na której odległość między Słońcem a Ziemią wynosi zaledwie jeden cal. Gdyby serce Drogi Mlecznej znajdowało się w centrum Ziemi, krawędź galaktyki byłaby cztery razy dalej niż Księżyc.
Sign Up For the Latest from Science News
Wiadomości i streszczenia najnowszych artykułów Science News, dostarczone na Twoją skrzynkę pocztową
Aby znaleźć krawędź Drogi Mlecznej, zespół Deasona przeprowadził symulacje komputerowe formowania się gigantycznych galaktyk, takich jak Droga Mleczna. W szczególności naukowcy poszukiwali przypadków, w których dwie gigantyczne galaktyki powstały obok siebie, jak Droga Mleczna i Andromeda, nasz najbliższy gigantyczny sąsiad, ponieważ grawitacja każdej galaktyki naciąga drugą (SN: 5/12/15). Symulacje pokazały, że tuż za krawędzią ciemnego halo gigantycznej galaktyki, prędkości małych pobliskich galaktyk gwałtownie spadają (SN: 3/11/15).
Używając istniejących obserwacji teleskopowych, Deason i jej koledzy znaleźli podobny spadek prędkości małych galaktyk w pobliżu Drogi Mlecznej. Nastąpiło to w odległości około 950 000 lat świetlnych od centrum Drogi Mlecznej, wyznaczając krawędź galaktyki, twierdzą naukowcy. Krawędź znajduje się 35 razy dalej od centrum galaktyki niż Słońce.
Mimo, że ciemna materia stanowi większość masy Drogi Mlecznej, symulacje ujawniają, że gwiazdy powinny również istnieć w tych odległych miejscach. „Obie mają dobrze zdefiniowaną krawędź” – mówi Deason. „Krawędź gwiazd jest bardzo ostra, prawie jakby gwiazdy po prostu zatrzymywały się na określonym promieniu.”
W przyszłości astronomowie mogą doprecyzować położenie krawędzi Drogi Mlecznej poprzez odkrycie dodatkowych małych galaktyk w jej pobliżu. Jak twierdzi Mike Boylan-Kolchin, astrofizyk z Uniwersytetu Teksańskiego w Austin, który nie brał udziału w badaniach, astronomowie mogliby również szukać pojedynczych gwiazd na granicy. Najdalsze takie gwiazdy będą bardzo niewyraźne, ale przyszłe obserwacje powinny być w stanie je odnaleźć.
Pomiar powinien również pomóc astronomom w ustaleniu innych właściwości galaktyki. Na przykład, im większa jest Droga Mleczna, tym bardziej jest masywna – i tym więcej galaktyk powinno krążyć wokół niej, mówi Rosemary Wyse, astronom z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa, która nie brała udziału w nowych badaniach. Do tej pory znanych jest około 60 satelitów Drogi Mlecznej, ale astronomowie podejrzewają, że o wiele więcej czeka na odkrycie.