Agar lebih jelas, menentukan massa Galaksi Bima Sakti bukanlah tugas yang mudah. Di satu sisi, pengamatan sulit karena Tata Surya terletak jauh di dalam piringan galaksi itu sendiri. Tetapi pada saat yang sama, ada juga massa halo materi gelap galaksi kita, yang sulit diukur karena tidak “bercahaya”, dan karenanya tidak terlihat oleh metode deteksi konvensional.
Perkiraan saat ini dari total massa galaksi didasarkan pada gerakan pita pasang surut gas dan kluster globular, yang keduanya dipengaruhi oleh massa gravitasi galaksi. Namun sejauh ini, pengukuran ini telah menghasilkan perkiraan massa yang berkisar dari satu hingga beberapa triliun massa matahari. Seperti yang dijelaskan Profesor Loeb kepada Space Magazine melalui email, mengukur massa Bima Sakti sangat penting bagi para astronom:
"Bima Sakti menyediakan laboratorium untuk menguji model kosmologis standar. Model ini memprediksi bahwa jumlah galaksi satelit dari Bima Sakti sangat tergantung pada massanya. Ketika membandingkan prediksi dengan sensus galaksi satelit yang diketahui, sangat penting untuk mengetahui massa Bima Sakti. Selain itu, massa total mengkalibrasi jumlah materi tak terlihat (gelap) dan mengatur kedalaman potensi gravitasi dengan baik dan menyiratkan seberapa cepat bintang harus bergerak bagi mereka untuk melarikan diri ke ruang intergalaksi. "
Demi penelitian mereka, Prof Loeb dan Dr. Fragione memilih untuk mengambil pendekatan baru, yang melibatkan pemodelan gerakan HVS untuk menentukan massa galaksi kita. Lebih dari 20 HVS telah ditemukan di galaksi kita sejauh ini, yang bergerak dengan kecepatan hingga 700 km / detik (435 mi / detik) dan terletak pada jarak sekitar 100 hingga 50.000 tahun cahaya dari pusat galaksi.
Bintang-bintang ini diperkirakan telah dikeluarkan dari pusat galaksi kita berkat interaksi bintang-bintang biner dengan lubang hitam supermasif (SMBH) di pusat galaksi kita - alias. Sagitarius A *. Sementara penyebab pastinya masih menjadi bahan perdebatan, orbit HVS dapat dihitung karena sepenuhnya ditentukan oleh medan gravitasi galaksi.
Ketika mereka menjelaskan dalam penelitian mereka, para peneliti menggunakan asimetri dalam distribusi kecepatan radial bintang-bintang di halo galaksi untuk menentukan potensi gravitasi galaksi. Kecepatan bintang-bintang halo ini tergantung pada kecepatan melarikan diri potensial dari HVS, asalkan waktu yang diperlukan bagi HVS untuk menyelesaikan satu orbit lebih pendek daripada umur bintang-bintang halo.
Dari ini, mereka dapat membedakan model yang berbeda untuk Bima Sakti dan gaya gravitasi yang diberikannya. Dengan mengadopsi waktu tempuh nominal dari HVS yang diamati ini - yang mereka hitung sekitar 330 juta tahun, hampir sama dengan usia rata-rata bintang halo - mereka dapat memperoleh estimasi gravitasi untuk Bima Sakti yang memungkinkan untuk estimasi pada massa keseluruhannya. .
"Dengan mengkalibrasi kecepatan minimum bintang yang tidak terikat, kami menemukan bahwa massa Bima Sakti berada di kisaran 1,2-1,9 triliun massa matahari," kata Loeb. Meskipun masih berada dalam kisaran, estimasi terbaru ini merupakan peningkatan yang signifikan dari estimasi sebelumnya. Terlebih lagi, perkiraan ini konsisten dengan model kosmologis kami saat ini yang berupaya menjelaskan semua materi yang terlihat di Semesta, serta materi gelap dan energi gelap - model Lambda-CDM.
"Massa Bima Sakti yang disimpulkan berada dalam kisaran yang diharapkan dalam model kosmologis standar," kata Leob, "di mana jumlah materi gelap sekitar lima kali lebih besar daripada materi biasa (bercahaya)."
Berdasarkan pemecahan ini, dapat dikatakan bahwa materi normal di galaksi kita - yaitu bintang, planet, debu dan gas - menyumbang antara 240 dan 380 miliar Massa Matahari. Jadi tidak hanya studi terbaru ini memberikan batasan massa yang lebih tepat untuk galaksi kita, itu juga dapat membantu kita untuk menentukan dengan tepat berapa banyak sistem bintang di luar sana - perkiraan saat ini mengatakan bahwa Bima Sakti memiliki antara 200 hingga 400 miliar bintang dan 100 miliar planet .
Selain itu, studi ini juga penting untuk studi pembentukan dan evolusi kosmik. Dengan menempatkan perkiraan yang lebih tepat pada massa galaksi kita, yang konsisten dengan pemecahan saat ini dari materi normal dan materi gelap, ahli kosmologi akan dapat membangun akun yang lebih akurat tentang bagaimana alam semesta kita terbentuk. Satu langkah lebih dekat untuk memahami Semesta pada skala termegah!
