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太陽の1.5兆倍ー天の川銀河の総質量の計測に成功

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本記事は、What Is The Mass Of Entire Milky Way Galaxy?
翻訳・再構成したものです。
配信元または著者の許可を得て配信しています。

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読了時間 : 約1分52秒

● 最新の測定によると、私たちの銀河の重さは約1.5兆太陽質量である。

● これは、天の川銀河の質量が2.98×1,042キログラムであることを意味する。

 

天文学者は、ESAの宇宙望遠鏡ガイアとNASAのハッブル宇宙望遠鏡観測を使用してこの正確な数値を取得しました。

 

天の川銀河は、局所銀河群で2番目に大きい銀河です。その恒星円盤は、幅が約100,000光年、厚さが1,000光年です。明らかに、このような巨大な構造をスケールで置くことはできませんが、NASAの研究者は、ハッブル宇宙望遠鏡とガイア衛星を使用して、銀河の最も正確な質量を計算することに成功しました。

 

さまざまな観測方法を用いてきたこれまでの研究では、天の川銀河の質量は3兆から5000億の太陽質量の範囲でした。最新の測定によると、私たちの銀河の重さは約1.5兆太陽質量(太陽の質量は1.989 x 1,030キログラム)です。これは、天の川銀河の質量が2.98 x 1,042キログラムであることを意味します。

 

どうして確信が持てるのか?

銀河の質量のごく一部は、約2,000億個の星と、中心にある超大質量ブラックホール(半径67億キロメートル未満の体積内に約410万個の太陽質量をもつ)から来ています。

 

天の川の質量の大部分(約85%)は、暗黒物質として知られている架空の物質の形態であるようです。観測可能な電磁放射とは相互作用しませんが、星を銀河に留めます。宇宙には何十億もの銀河があり、その質量は10億から30兆の太陽質量に及びます。天の川の質量は、その明るさの銀河としてはかなり普通のようです。

 

研究者たちは、ESAのガイアとNASAのハッブルを使用して、銀河の中心を周回する数十万の星の集合体の3D運動を調べました。これらの集合体は、球状星団としても知られています。

 

暗黒物質は観測できませんが、球状星団などの目に見える天体への影響を利用してその質量を測定することができます。研究チームはハッブルとガイアのデータを分析して球状星団の横方向の動きを測定し、より正確な速度を取得しました(銀河の質量が大きいほど、その星は重力加速度の下で速く移動します)。

ハッブルは遠くのかすかな星を測定し、ガイアは近くの星に焦点を合わせて、天の川全体の天体の正確な3Dマップを生成し、それらの動きを追跡します。

 

この研究では、研究者らは130,000光年にわたる12個の球状星団のハッブル測定値と、65,000光年にわたる34個の星団のガイア測定値を分析しました。次に、これらの観測結果をアンカーポイントとして組み合わせて、地球から1,000,000光年にわたる天の川の質量を正確に計算しました。

 

私たちの銀河系で最も初期の星のいくつかは130億年前のものです。それらは、天の川に渦巻き状の円盤がなかったビッグバンの数百年後に形成されました。そのような星団は遠くにあるので、研究者らが星の渦巻き状の円盤をはるかに超えた、天の川を取り巻く暗黒物質の量を正確に測定するのに役立ちます。

 

調査結果は、天文学者が私たちの銀河をより正確な方法で宇宙論的な文脈に置き、それを進化する宇宙の他の銀河と比較するのに役立つだけでなく、多くの宇宙論的質問に答えるでしょう。

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