NewAst: Высокоскоростные облака составляют меньшую часть массы Млечного Пути

Иногда в астрономии простой вопрос имеет сложный ответ. Один из таких вопросов: какова масса нашей галактики? На Земле мы обычно определяем массу объекта, помещая его на весы.

Вес предмета в гравитационном поле Земли позволяет нам определить его массу. Но мы не можем положить Млечный Путь на весы. Еще одна сложность с определением массы нашей галактики заключается в том, что существует два типа массы. Есть масса темной материи, которая составляет большую часть массы Млечного Пути, и есть вся обычная материя, такая как звезды, планеты и мы, которая известна как барионная материя.

У ученых есть несколько подходов к определению общей галактической массы, которые обычно включают в себя измерение скорости таких объектов, как звезды, шаровые скопления или близлежащие галактики. У каждого из этих подходов есть сильные и слабые стороны, хотя все они дают общее значение в триллион солнечных масс, плюс-минус несколько сотен миллиардов.

Однако все эти методы говорят нам только об общей массе. Они ничего не говорят о том, какую часть галактики составляет барионная масса. Хотя барионная масса составляет лишь малую часть общей массы, именно она дает нам всевозможные крутые вещи, такие как звездообразование, планетарные системы и цифровые часы.

Вычислить барионную массу нашей галактики еще сложнее, потому что нужно подсчитать всю массу обычного вещества, не считая темной материи. Это относительно легко сделать для таких вещей, как звезды и плотные молекулярные облака, но гораздо сложнее для таких вещей, как диффузные межзвездные облака. Это особенно верно для гало звезд и газа, окружающего Млечный Путь. Сколько бы вещей мы ни увидели на окраинах нашей галактики, там может скрываться еще больше того, что мы не заметили. Именно поэтому в новом исследовании рассматриваются высокоскоростные облака (HVC) в гало.

Большая часть барионной материи, которую мы учитываем, движется по галактике с одинаковой скоростью. Легче отслеживать объекты, если у вас есть представление о том, как они движутся. Но высокоскоростные облака — это совсем другое. Это межзвездные облака водорода, которые могут проноситься через галактическое гало со скоростью до 500 км/с, и они часто движутся в направлениях, сильно отличающихся от галактической плоскости. Некоторые астрономы утверждают, что HVC могут составлять значительную часть барионной материи в гало. Чтобы выяснить, так ли это, команда изучила данные Галактического обзора всего неба (GASS).

Обзор GASS был проведен радиотелескопом Parkes в Австралии и зафиксировал радиоизлучение нейтрального водородного газа, наблюдаемого в Южном полушарии. Поскольку HVC состоят в основном из нейтрального водорода, они содержатся в данных GASS. Но GASS сообщает нам только направление и относительное движение этих облаков, поэтому команде пришлось оценить их расстояние.

Для этого они сравнили движение HVC с движением Магеллановых облаков. Кроме того, поскольку GASS наблюдал только часть южного неба, авторы использовали байесовскую статистику для расчета распределения HVC по всей галактике.

Исследование опубликовано в журнале New Astronomy.

Предыдущие наблюдения высокоскоростных облаков в галактическом диске Млечного Пути показали, что HVC составляют там доли процента барионной материи. Простая экстраполяция на гало позволила бы предположить, что до 10% барионной массы гало может приходиться на HVC.

Но, по оценкам авторов новой работы, истинное значение ближе к 0,1%, что означает, что они составляют незначительную долю барионной массы в гало нашей галактики. Однако авторы подчеркивают, что их расчеты основаны на предположениях о расстояниях до облаков, которые могут быть неверными. Для получения более точного значения расстояния до HVC потребуются дополнительные радиообзоры.

Ранее ученые установили массу черной дыры.

11.12.2024