Naša Galaxia je ľahšia než sme si mysleli

Naša Galaxia, nazývaná aj Mliečna cesta, má len polovičnú hmotnosť, než sa doteraz predpokladalo. Vyplýva to z nových pozorovaní. Nový objav súhlasí s výsledkami predchádzajúcich výskumov, v ktorých sa ukázalo, že naša Galaxia je ľahšia, než sme si mysleli, a to vzhľadom na slabšie gravitačné pôsobenie na blízke trpasličie galaxie. Podobne ako aj v iných galaxiách, väčšina hmotnosti našej Galaxie je tvorená tzv. tmavou hmotou, záhadnou, neviditeľnou substanciou, ktorá sa prezrádza len svojim gravitačným pôsobením na hviezdy a medzihviezdny plyn. Aby astronómovia mohli presne určiť hmotnosť našej Galaxie, merali rýchlosti hviezd obiehajúcich okolo jej stredu. Čím rýchlejšie obiehajú, tým väčšia hmotnosť Galaxie ich musí držať pred únikom do medzigalaktického priestoru. Predchádzajúce merania obežných rýchlostí rôznych súborov hviezd s počtom od 50 do 500 hviezd naznačovali, že hmotnosť našej Galaxie dosahuje približne 2 bilióny hmotností Slnka. Iné štúdie sa zamerali na meranie rýchlostí trpasličích galaxií voči našej Mliečne ceste. Došli tak k podobnému záveru. Avšak nová práca, ktorá vychádza z meraní rýchlostí takmer 2500 hviezd, naznačuje, že skutočná hmotnosť našej Galaxie je dokonca o niečo nižšia než jeden bilión hmotností Slnka. „Naša Galaxia je štíhlejšia, než sme si doteraz mysleli," hovorí Xiangxiang Xue (National Astronomical Observatories of China, Peking), ktorý je hlavným autorom tejto práce. Tím pod jeho vedením analyzoval údaje z prehľadového projektu výskumu hviezd s názvom SEGUE (Sloan Extension for Galactic Understanding and Exploration), ktorý je časťou veľkého projektu nazvaného SDSS (Sloan Digital Sky Survey). SDSS využíva ďalekohľad s priemerom 2,5 m v Novom Mexiku. Hviezdy z tejto vzorky sú vzdialené od stredu Galaxie približne 13 000 až 200 000 svetelných rokov. Pre porovnanie: Slnko je od stredu Galaxie vzdialené asi 25 000 svetelných rokov. V rámci projektu SEGUE sa premeriavajú spektrá hviezd pre výpočet rýchlosti hviezd smerom k Zemi či od nej (tzv. radiálne rýchlosti určené na základe Dopplerovho posuvu spektrálnych čiar). Tím astronómov na čele s Xuem, porovnával zistené rýchlosti s rýchlosťami vyplývajúcimi z počítačových simulácií, ktoré berú do úvahy rôzne hmotnosti galaxií. Dospeli pritom k záveru, že hmotnosť našej Galaxie je približne 0,93 bilióna hmotností Slnka. Skutočná hodnota však môže byť kvôli chybám meraní až o 0,25 bilióna hmotností Slnka väčšia či menšia. „Celková hmotnosť našej Galaxie sa určuje len veľmi ťažko, pretože sme v jej vnútri," hovorí člen týmu Timothy Beers (Michigan State University, East Lansing, USA). „Avšak je to jedna zo základných možností, aby sme zistili, ako je naša Galaxia usporiadaná v porovnaní so vzdialenými galaxiami, ktoré pozorujeme v našom okolí." Napriek nesúhlasu medzi týmto a predchádzajúcimi meraniami, tím astronómov dôveruje svojmu záveru, pretože je založený na  meraní rýchlostí obrovského počtu hviezd. „Nesmierny rozsah projektu SEGUE nám dáva obrovskú štatistickú výhodu," hovorí ďalší člen tímu Hans-Walter Rix (riaditeľ Max Planck Institute for Astronomy, Heidelberg, SRN). Predchádzajúce práce, ktoré brali do úvahy pohyby trpasličích galaxií, mohli byť chybné, pretože predpokladali obeh všetkých študovaných galaxií okolo Mliečnej cesty. Tento vyššie menovaný tím astronómov podotýka, že súčasné merania naznačujú, že naša Galaxia pôsobí na dve najbližšie nepravidelné trpasličie galaxie, Veľký a Malý Magellanov oblak, menšou gravitačnou silou, než sme donedávna predpokladali. Ešte presnejšie určenie hmotnosti našej Galaxie bude možné v budúcnosti pomocou navrhovaného rozšírenia projektu SDSS na SDSS-III, ktorý bude zahŕňať merania hviezd do vzdialenosti viac než 300 000 svetelných rokov od stredu našej Galaxie. Avšak Simon White, riaditeľ Max Planck Institute for Astrophysics, Garching, SRN, ktorý nie je členom výskumného tímu, je presvedčený o tom, že hmotnosť našej Galaxie nie je o mnoho menšia, než udávajú predchádzajúce práce: „Odhadovať hmotnosti na základe obehu hviezd je veľmi zložité, pretože ich obeh je závislý na tom, ako Galaxia vznikala a aj na rýchlostiach trpasličích galaxií, ktoré v minulosti naša Mliečna cesta pohltila."

RNDr. Zdeněk Komárek