Vår galax är mycket större än vad den ser ut. Nya arbeten visar att Vintergatan sträcker sig nästan 2 miljoner ljusår i diameter, mer än 15 gånger bredare än dess lysande spiralskiva. Siffran kan leda till en bättre uppskattning av hur massiv galaxen är och hur många andra galaxer som kretsar kring den.
Astronomer har länge vetat att den ljusaste delen av Vintergatan, den pannkaksformade skivan av stjärnor som rymmer solen, är cirka 120 000 ljusår i diameter (SN: 8/1/19). Bortom denna stjärnskiva finns en gasskiva. En enorm halo av mörk materia, förmodligen full av osynliga partiklar, omsluter båda skivorna och sträcker sig långt bortom dem (SN: 10/25/16). Men eftersom den mörka halon inte avger något ljus är dess diameter svår att mäta.
Nu har Alis Deason, astrofysiker vid Durham University i England, och hennes kollegor använt sig av närliggande galaxer för att lokalisera Vintergatans kant. Den exakta diametern är 1,9 miljoner ljusår, plus minus 0,4 miljoner ljusår, rapporterar gruppen den 21 februari i en artikel på arXiv.org.
För att sätta den storleken i perspektiv kan man föreställa sig en karta där avståndet mellan solen och jorden bara är en tum. Om Vintergatans hjärta befann sig i jordens centrum skulle galaxens kant vara fyra gånger längre bort än vad månen faktiskt är.
Signera upp för det senaste från Science News
Headlines och sammanfattningar av de senaste Science News-artiklarna, levererade till din inkorg
För att hitta Vintergatans kant genomförde Deasons team datorsimuleringar av hur jättelika galaxer som Vintergatan bildas. Forskarna sökte särskilt efter fall där två jättelika galaxer uppstod sida vid sida, som Vintergatan och Andromeda, vår närmaste jättelika granne, eftersom varje galaxs gravitation drar åt den andra (SN: 5/12/15). Simuleringarna visade att strax bortom kanten av en jättelik galaxs mörka halo sjunker hastigheterna hos små närliggande galaxer kraftigt (SN: 3/11/15).
Med hjälp av befintliga teleskopobservationer fann Deason och hennes kollegor en liknande nedgång i hastigheterna hos små galaxer i närheten av Vintergatan. Detta inträffade på ett avstånd av cirka 950 000 ljusår från Vintergatans centrum, vilket markerar galaxens kant, säger forskarna. Kanten är 35 gånger längre bort från galaxens centrum än vad solen är.
Och även om mörk materia utgör den största delen av Vintergatans massa visar simuleringarna att det borde finnas stjärnor även på dessa avlägsna avstånd. ”Båda har en väldefinierad kant”, säger Deason. ”Stjärnornas kant är mycket skarp, nästan som om stjärnorna bara stannar vid en viss radie.”
I framtiden kan astronomer förfina placeringen av Vintergatans kant genom att upptäcka fler små galaxer i närheten. Astronomer skulle också kunna söka efter enskilda stjärnor ute vid gränsen, säger Mike Boylan-Kolchin, en astrofysiker vid University of Texas at Austin som inte var inblandad i studien. De mest avlägsna stjärnorna kommer att vara mycket svaga, men framtida observationer bör kunna hitta dem.
Mätningen bör också hjälpa astronomer att ta reda på andra galaktiska egenskaper. Till exempel, ju större Vintergatan är, desto mer massiv är den – och desto fler galaxer bör det finnas som kretsar runt den, säger Rosemary Wyse, en astronom vid Johns Hopkins University som inte var delaktig i det nya arbetet. Hittills finns det omkring 60 kända satelliter i Vintergatan, men astronomer misstänker att många fler väntar på att upptäckas.