คุณเคยประหลาดใจกับการชั่งน้ำหนักประจำปีของคุณที่สำนักงานแพทย์หรือไม่เพื่อดูว่าเครื่องชั่งน้ำหนักในบ้านของคุณผิดปกติหรือไม่? หรือซื้อสเกลใหม่ที่มีความคิดเห็นที่ต่างกับเก่าของคุณ นั่นคือสิ่งที่เกิดขึ้นกับ Galaxy ของเราทางช้างเผือก Xiangxiang Xue จาก Max Planck Institute for Astronomy ในเยอรมนีและ Galaxy Astronomical Observatories แห่งประเทศจีนซึ่งเป็นผู้นำทีมวิจัยโดยใช้ Sloan Digital Survey เพื่อตรวจสอบมวลของดาวในกาแลคซี . “ เรารู้สึกประหลาดใจมากกับผลลัพธ์นี้” โดนัลด์ชไนเดอร์สมาชิกทีมวิจัยจาก Penn State กล่าว นักวิจัยอธิบายว่ามันไม่ได้เป็นอาหารกาแล็กซี่ซึ่งคิดเป็นสัดส่วนการลดน้ำหนักของกาแลคซีในระยะหลัง แต่เป็นระดับที่แม่นยำยิ่งขึ้น
นักวิจัยใช้การเคลื่อนที่ของดวงดาวไกลโพ้นเพื่อทำการกำหนดมวลของทางช้างเผือกใหม่ พวกเขาวัดการเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์ 2,400 ดวงใน“ กิ่งก้านสาขาแนวนอนสีน้ำเงิน” ในรัศมีที่เป็นดาวฤกษ์ที่ขยายออกรอบดิสก์ของกาแลคซี การวัดเหล่านี้ไปถึงระยะทางเกือบ 200,000 ปีแสงจากใจกลางกาแลคซีโดยประมาณขอบของภูมิภาคที่แสดงในภาพด้านบน ดวงอาทิตย์ของเราอยู่ห่างจากใจกลางกาแลคซีประมาณ 25,000 ปีแสงโดยประมาณครึ่งหนึ่งอยู่ในดิสก์กาแลกติก จากความเร็วของดาวเหล่านี้นักวิจัยสามารถประเมินมวลของสสารมืดในทางช้างเผือกของทางช้างเผือกได้ดีกว่ามากซึ่งพวกเขาพบว่าเป็น 'slimmer' มากกว่าที่คิดไว้ก่อน
การค้นพบนี้มีพื้นฐานมาจากข้อมูลจากโครงการที่รู้จักกันในชื่อ SEGUE (การขยายสโลนเพื่อความเข้าใจและการสำรวจทางช้างเผือก) ซึ่งเป็นการสำรวจขนาดใหญ่ของดวงดาวในทางช้างเผือก การใช้การวัดความเร็วของดาวฤกษ์ใน SEGUE ในทางช้างเผือกนอกซึ่งเป็นพื้นที่ที่รู้จักกันในนามของดาวฤกษ์รัศมีนักวิจัยได้พิจารณามวลของกาแลคซีด้วยการอนุมานปริมาณแรงโน้มถ่วงที่จำเป็นเพื่อรักษาดาวไว้ในวงโคจร แรงโน้มถ่วงบางส่วนนั้นมาจากทางช้างเผือกดวงดาวเอง แต่ส่วนใหญ่มาจากการกระจายของสสารมืดที่มองไม่เห็นซึ่งยังไม่เข้าใจ
การศึกษาก่อนหน้านี้ล่าสุดของมวลของทางช้างเผือกใช้ตัวอย่างวัตถุผสม 50 ถึง 500 ชิ้น พวกมันบอกเป็นนัยถึงมวลถึงสองล้านล้านเท่ามวลดวงอาทิตย์สำหรับมวลรวมของกาแลคซี ในทางตรงกันข้ามเมื่อการวัด SDSS-II ภายใน 180,000 ปีแสงได้รับการแก้ไขให้ถูกต้องกับการวัดมวลรวมมันจะให้ค่าน้อยกว่าหนึ่งล้านล้านเท่ามวลดวงอาทิตย์
“ ขนาดที่มหาศาลของ SEGUE ทำให้เราได้เปรียบเชิงสถิติอย่างมาก” Hans-Walter Rix ผู้อำนวยการสถาบัน Max Planck สำหรับดาราศาสตร์กล่าว “ เราสามารถเลือกชุดของตัวสืบหาและชุดตัวอย่างขนาดใหญ่ช่วยให้เราสามารถปรับวิธีการของเราจากการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์จริงของกาแล็กซี่” ผู้ทำงานร่วมกันอีกคนหนึ่งคือ Timothy Beers แห่งมหาวิทยาลัยมิชิแกนสเตทกล่าวว่า“ กาแลคซีมวลรวมนั้นยากที่จะวัดเพราะเราติดอยู่ตรงกลาง แต่มันเป็นหมายเลขพื้นฐานที่สุดเดียวที่เราต้องรู้หากเราต้องการเข้าใจว่าทางช้างเผือกก่อตัวขึ้นหรือเปรียบเทียบกับกาแลคซีไกลโพ้นที่เราเห็นจากภายนอก”
การสังเกตการณ์ SDSS-II ทั้งหมดนั้นทำจากกล้องโทรทรรศน์ 2.5 เมตรที่หอสังเกตการณ์ Apache Point ในนิวเม็กซิโก กล้องโทรทรรศน์ใช้กล้องดิจิตอลโมเสคในการถ่ายภาพพื้นที่ขนาดใหญ่ของท้องฟ้าและสเปคโตรกราฟที่ถูกป้อนด้วยเส้นใยนำแสง 640 เส้นเพื่อวัดแสงจากดาวแต่ละดวงกาแลคซีและควาซาร์ Beers กล่าวว่าสเปกตรัมของดาวฤกษ์เปลี่ยนแผนที่ท้องฟ้าเป็นมุมมองหลายมิติของทางช้างเผือก Beers กล่าวโดยให้ระยะทางความเร็วและองค์ประกอบทางเคมีของดาวนับแสนดวง
ที่มา: Penn State, arXiv
