وقتی درون کهکشان راه شیری هستید، خیلی سخت است که بزرگیِ آن را تشخیص دهید. در واقع امکان عکس‌برداری از کهکشان خودمان از قسمت ِ بیرون برای ما وجود ندارد. لذا ما با تکیه بر اندازه‌گیری فواصل نسبت به اجرامی که در دورترین نقاط قرار دارند، بزرگی کهکشانمان را تخمین می‌زنیم.
به گزارش بیگ بنگ، سال گذشته، اخترشناسان با داده‌های نقشه‌برداری ماهواره گایا نشان دادند که قطر کهکشان ما تقریباً ۲۶۰ هزار سال نوری است. اما با توجه به اینکه تاثیر خورشید به فراتر از کمربند کوبپر هم می‌رسد، می‌توان گفت که تاثیر گرانشی و چگالی کهکشان راه شیری بسیار بیشتر از دیسکش امتداد می‌یابد.
خب تا کجا پیش می‌رود؟ بر اساس محاسبات جدید، خیلی زیاد. در مقاله‌ای که بتازگی منتشر شد، اخترفیزیکدان «آلیس دیسون» از دانشگاه دورهام انگلیس و همکارانش از قطری معادل ۱.۹ میلیون سال نوری خبر دادند. علاوه بر چیزهایی که توان مشاهده آنها را داریم، کهکشان راه شیری چیزهای بیشتری برای عرضه دارد. ما فقط ستاره‌ها، گازهای شناور و چرخان به دور سیاهچاله غول‌پیکر کمان ای* در مرکز راه شیری و چندین اجرام دیگر را می‌بینیم.
بر اساس تاثیر گرانشیِ ماده قابلِ تشخیص، ستاره‌هایی که در لبه بیرونی دیسک کهکشانی قرار دارند، بسیار سریع‌تر از آنچه پیش‌بینی می‌شد حرکت می‌کنند. اثرات گرانشی فزاینده‌ای که نیروی این چرخش را بیشتر می‌کند، گویا از “ماده تاریک” نشات می‌گیرد؛ هاله عظیمی از ماده که دیسک کهکشانی را احاطه کرده است. اما چون ما توان شناسایی مستقیمِ ماده تاریک را نداریم، باید وجود آن را با توجه به چگونگی تاثیرگذاری‌اش بر مادۀ اطرافش تشخیص دهیم.
بنابراین، این همان کاری است که دیسون و همکارانش انجام دادند. محققان در ابتدا شبیه‌سازی‌های با کیفیتی از هاله‌های ماده تاریکِ کهکشان راه شیری ترتیب دادند. آنان همچنین گروه کوچکی از کهکشان‌ها را که تقریباً ۹.۸ میلیون سال نوری گستردگی دارند، در شبیه‌سازی‌های خود مورد بررسی قرار دادند. محققان نزدیکیِ کهکشان راه شیری به کهکشان آندرومدا را در اولویت بررسیهایشان قرار دادند. آندرومدا نزدیک‌ترین کهکشان به راه شیری است و انتظار می‌رود این کهکشان تقریباً ۴.۵ میلیارد سال آینده به راه شیری برخورد کند. این دو کهکشان در حال حاضر حدوداً ۲.۵ میلیون سال نوری با یکدیگر فاصله دارند. البته فاصله‌شان به قدر کافی نزدیک است تا شاهد برهم‌کنش گرانشی آنها باشیم.
محققان با استفاده از برنامه‌های شبیه‌سازی مختلف، اقدام به مدل‌سازیِ هالۀ ماده تاریک ِ راه شیری کردند. آنان سرعت شعاعی و چگالی را بررسی کردند تا مشخصاتِ لبه هاله ماده تاریک را بدست آورند. کلیه شبیه‌سازی‌ها سرانجام نشان داد که ورایِ هاله ماده تاریک، سرعت شعاعیِ اجرامی مثل کهکشان‌های کوتوله کاهش چشمگیری داشت. آنان این مورد را با مشاهدات قبلی از کهکشان‌های کوتوله‌یِ اطراف راه شیری مقایسه کردند. بر اساس پیش‌بینی حاصل از این شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای پیشرفته، سرعت شعاعی کاهشی ناگهانی داشت. بر طبق محاسبات تیم محققان، فاصله شعاعی تا این مرز تقریبا ۲۹۲ کیلوپارسِک یا ۹۵۰ هزار سال نوری را در برمی‌گیرد.
اگر این مقدار را برای قُطر دو برابر کنید، به بیش از ۱.۹ میلیون سال نوری می‌رسید. این فاصله می‌تواند در آینده اصلاح شود، زیرا اندازه‌گیریِ آن در اولویت‌های اصلی تحقیق حاضر نبود. محققان در مقاله خود این چنین نوشته‌اند: «تجزیه و تحلیل‌های گوناگونِ هاله راه‌شیری نشان می‌دهد که مرز بیرونیِ آن یک محدودیت اساسی دارد. ما باید لبه بیرونیِ آن را با توجه به مشخصات فیزیکی و مشاهدات‌مان تعریف کنیم. بسیار جای امیدواری است که داده‌های آینده به ما کمک کنند تا لبۀ کهکشان راه شیری و کهکشان‌های نزدیک به راه شیری را با دقت بالایی اندازه‌گیری کنیم.» جزئیات این مقاله در ماهنامه جامعه سلطنتی اخترشناسی منتشر شده است.
ترجمه: سایت علمی بیگ بنگ
منبع: sciencealert.com
