Tähtitiede on tunnettu, koska se herättää enemmän kysymyksiä kuin vastaa. Otetaan huomautus, että suurin osa aineesta on näkymätöntä.
Vaikka tähtitieteilijät ovat keränneet ylivoimaisia todisteita siitä, että tumma aine muodostaa noin 84 prosenttia maailmankaikkeuden aineesta - tarjoaa suoraviivaisia selityksiä yksittäisten galaksien pyöritykselle, etäisten galaksi-klustereiden liikkeille ja kaukaisen tähtivalon taivutukselle -, he ovat epävarmoja minkäänlaisista erityispiirteistä.
Nyt ryhmä australialaisia tähtitieteilijöitä ajattelee, että Linnunradalla on vain puolet niin paljon tummaa ainetta kuin aiemmin ajateltiin.
Vuonna 1933 sveitsiläinen tähtitieteilijä Fritz Zwicky havaitsi koomaklusterin - galaksiklusterin, joka oli suunnilleen 320 miljoonan valovuoden päässä ja lähes 2 valovuotta poikki - ja havaitsi, että se liikkui liian nopeasti. Ei yksinkertaisesti ollut tarpeeksi näkyvää asiaa pitääkseen galaksiklusterin yhdessä.
Zwicky päätti, että siellä on oltava piilotettu aineosa, joka tunnetaan nimellä dunkle Materie tai tumma aine, joka aiheutti näiden galaksien liikkeet niin suurina.
Sitten vuonna 1978 amerikkalainen tähtitieteilijä Vera Rubin katsoi yksittäisiä galakseja. Tähtitieteilijät olettivat suurelta osin galaksien pyörtyvän paljon kuin aurinkokuntamme, ulkoisten planeettojen pyöriessä hitaammin kuin sisäisten planeettojen. Tämä väite on yhdenmukainen Newtonin lakien kanssa ja oletuksen kanssa, että suurin osa massasta sijaitsee keskustassa.
Mutta Rubin havaitsi, että galaksit pyörittivät mitään kuin oma aurinkokunta. Ulommat tähdet eivät pyöriä hitaammin kuin sisäiset tähdet, mutta yhtä nopeasti. Jokaisen galaksin laitamilla piti olla pimeää ainetta.
Nyt Länsi-Australian yliopiston tähtitieteilijä Prajwal Kafle ja hänen kollegansa ovat jälleen kerran havainneet tähtiä nopeuden oman galaksiamme, Linnunradan reunalla. Mutta hän teki niin paljon yksityiskohtaisemmin kuin aikaisemmat arviot.
Tähteen nopeudella on suhteellisen helppoa laskea sisätilojen massa. Alla oleva yksinkertainen yhtälö osoittaa, että sisätilamassa (M) on yhtä suuri kuin etäisyys, jonka tähti on galaktisen keskuksen kohdalta (R) ja sen nopeuden (V) neliö, jaettuna kaikki gravitaatiovakilla (G):
Kafle ja hänen kollegansa käyttivät messier-fysiikkaa galaksin räkäisyyden vuoksi. Mutta piste pitää kiinni, tähden nopeudella voit laskea minkä tahansa sisämassan. Ja usean tähden nopeuksilla olet varmasti tarkempi. Ryhmä löysi galaksissamme olevan pimeän aineen, joka painaa 800 miljardia kertaa Auringon massaa, puolet aiemmista arvioista.
"Nykyinen idea galaksien muodostumisesta ja evoluutiosta ... ennustaa, että Linnunradan ympärillä tulisi olla kourallinen suuria satelliittien galakseja, jotka ovat näkyvissä paljaalla silmällä, mutta emme näe sitä", Kafle sanoi lehdistötiedotteessa. Tätä kutsutaan tyypillisesti puuttuviksi satelliiteiksi, ja se on vuosien ajan kiertänyt tähtitieteilijöitä.
”Kun käytät tumman aineen massan mittaamista, teoria ennustaa, että siellä pitäisi olla vain kolme satelliittigalaksia, mikä on juuri sitä, mitä näemme; suuri Magellanic Cloud, pieni Magellanic Cloud ja Jousimiehen kääpiögalaksi, Kafle sanoi.
Nämä uudet mittaukset saattavat osoittaa, että Linnunrata ei ole aivan behemot-tähtitieteilijöiden aiemmin ajatellut. Ne auttavat myös selittämään, miksi kiertoradalla on niin vähän satelliittigalakseja. Mutta ensin tulokset on vahvistettava, kun ne vastustavat lukuisia muita tapoja punnita tumma aine galaksissamme.
Tulokset on julkaistu Astrophysical Journal -lehdessä ja ne ovat saatavilla verkossa.
