Minggir dari lampu bandar, tengok, dan anda akan melihat salah satu keajaiban langit malam - kumpulan bintang-bintang yang terang-terangan yang membentuk galaksi Bima Sakti. Rumah galaksi kami luas dan cantik, tetapi banyak misteri tentangnya kekal.
Sebagai contoh, walaupun terdapat beberapa dekad percubaan, ahli astronomi masih belum menentukan berapa banyak galaksi kita yang berat, dengan anggaran dari mana-mana di antara 7000000000 hingga 2 trilion kali massa matahari kita.
Berat badan galaksi, terutamanya semasa anda hidup di dalamnya, bukanlah tugas yang mudah. "Ia seperti cuba untuk mengambil banci penduduk A.S. tetapi anda tidak boleh menggunakan internet dan anda tidak boleh meninggalkan bandar yang anda tinggalkan," astronom Ekta Patel dari University of Arizona di Tucson memberitahu Live Science. Tiada siapa yang boleh melekat Bima Sakti pada skala kosmik dan hanya membaca hasilnya.
Sebahagian masalah ialah kebanyakan jisim galaksi tidak kelihatan. Perkara gelap, bahan enigmatic yang memberikan cahaya tidak apa-apa, membentuk kira-kira 85 peratus daripada Bimasakti kami, kata Patel. Oleh itu, hanya mengira bintang-bintang di galaksi kita tidak akan membawa anda jauh.
Oleh itu, para penyelidik biasanya melihat orbit objek celestial, kata Patel. Kaedah ini didasarkan pada persamaan graviti yang diperoleh oleh Isaac Newton lebih daripada 300 tahun yang lalu, yang memberitahu anda bahawa kelajuan dan jarak di mana sebuah badan yang lebih kecil berputar di sekitar yang lebih besar berkaitan dengan jisim objek yang lebih besar.
Satu kaedah, yang digunakan dalam kajian 2017 yang diterbitkan dalam The Astrophysical Journal, adalah melihat galaksi satelit kecil beratus-ratus ribu cahaya tahun jauh yang pergi mengelilingi Bima Sakti seperti planet mengorbit bintang. Tetapi ada masalah dengan galaksi satelit ini. "Orbit mereka berbilion-bilion tahun," kata Patel, yang bermaksud bahawa selepas beberapa tahun yang singkat, mereka akan hampir tidak bergerak dan penyelidik tidak dapat dengan mudah menentukan kelajuan orbit mereka.
Dalam sebuah kajian yang diterbitkan pada bulan Jun 2018 dalam The Astrophysical Journal, Patel dan rakan-rakannya mencuba kaedah baru untuk menimbang galaksi. Mereka melihat simulasi superkomputer alam semesta maya, yang dapat menghasilkan semula banyak aspek kosmos kita, dan cuba mencari contoh-contoh galaksi kecil yang mengorbit yang lebih besar.
Kira-kira 90,000 galaksi satelit yang disimulasikan kemudiannya dibandingkan dengan data sekitar sembilan galaksi sebenar yang mengorbit Bima Sakti. Pasukan itu memilih orang-orang yang sifat orbitalnya paling hampir dipadankan dengan galaksi satelit sebenar dan melihat jisim galaksi simulasi yang mereka jalankan.
Ini memberi mereka anggaran yang bagus tentang jisim sebenar galaksi kita, yang mencatat masa 960 bilion kali massa matahari. Patel berkata hasilnya adalah baik di tengah-tengah kebanyakan yang terdahulu, walaupun masih ada ruang untuk ketepatan yang lebih tinggi. Ini mungkin berasal dari satelit Gaia Agensi Angkasa Eropah, yang baru-baru ini memberikan pengukuran yang sangat baik dari sifat-sifat orbital dari 30 galaksi kerdil samar-samar yang mengorbit Bima Sakti. Menggunakan data ini bersama-sama dengan simulasi kosmologi untuk menyempurnakan pengukuran berat adalah "pada senarai tugasan saya," kata Patel.
Baru-baru ini, Teleskop Angkasa Hubble NASA dan satelit Gaia Agensi Angkasa Eropah menggabungkan pengamatan mereka kepada kelompok bintang globular, atau pulau-pulau bintang yang mengorbit jantung galaksi, dan mendapati bahawa Bima Sakti menelan kira-kira 1.5 trilion massa matahari. Nombor itu, yang mungkin salah satu yang paling tepat, akan diterbitkan dalam terbitan Jurnal Astrophysical yang akan datang.
Mengetahui jisim galaksi akan membantu para astronom dengan banyak perkara, kata Patel. Untuk satu, ahli astronomi akan dapat mengira lebih baik orbit galaksi satelit kerana ini bergantung kepada jisim Milky Way. Galaksi yang lebih kuat juga mempunyai lebih banyak satelit yang mengorbit mereka, dan setakat ini, teleskop telah melihat kira-kira 50 galaksi yang bergerak di sekitar Bima Sakti. Oleh kerana kita tidak tahu berapa banyak galaksi yang beratnya, para saintis tidak pasti betapa banyak galaksi satelit yang mereka harapkan dapat dicari. Akhirnya, berat badan Bima Sakti benar-benar akan membantu para penyelidik mengetahui bahagian jisimnya adalah perkara gelap berbanding dengan perkara biasa.
Patel berharap kajian masa depan dan data yang lebih baik akhirnya akan menghilangkan yang tidak diketahui ini.
"Saya fikir dalam 10 atau 20 tahun akan datang, kita akan mendapat jawapan yang lebih baik," katanya.
Nota Editor: Kisah ini pada asalnya diterbitkan pada 4 September 2018. Ia telah dikemas kini pada 7 Mac, 2019 pada jam 1:30 pagi. E.T. untuk memasukkan anggaran tambahan jisim Milky Way, diambil dari pemerhatian yang dikumpulkan oleh Teleskop Angkasa Hubble NASA dan satelit Gaia Agensi Angkasa Eropah.
