خانه کهکشانی ما وسیع و زیبا است؛ علیرغم چندین دهه تلاش، ستاره شناسان همچنان پی به تمامی اسرار نبرده اند. برای مثال آیا ما می‌دانیم که جرم کهکشان راه شیری چقدر است.
دانشمندان در تعیین وزن کهکشان راه شیری چندان موفق نبوده و برآورد آن ها از ۷۰۰ تا ۲ تریلیون برابر جرم خورشید متغیر است. تعیین وزن یک کهکشان به ویژه زمانی که در آن زندگی می کنید، به هیچ وجه کار آسانی نیست.
در واقع این کار مانند این است که بخواهید جمعیت ایالات متحده را سرشماری کنید اما استفاده از اینترنت مقدور نیست و نمی توانید شهری را که در آن زندگی می کنید، ترک کنید.
مشکل اصلی نامرئی بودن بیشتر جرم یک کهکشان است. ماده تاریک یک ماده معمایی و مروز است که هیچ گونه نوری از خود ساطع نمی کند، حدود ۸۵ درصد راه شیری ما را تشکیل می دهد و ما تقریبا آن را نمی شناسیم. بنابراین شمارش ستاره های کهکشان کاری را چندان پیش نمی برد.
محققان معمولاً به مدار برخی اجرام آسمانی نگاه می کنند. این روش بر اساس معادلات گرانش نیوتن در بیش از ۳۰۰ سال پیش است که بیان می کند سرعت و مسافتی که یک جسم کوچکتر به دور جسم بزرگتر می چرخد، به جرم جسم بزرگتر مربوط می شود.
یکی از روش های مورد استفاده در مطالعه ای که در سال ۲۰۱۷ در The Astrophysical Journal منتشر شد، یافتن کهکشان های کوچک که صدها هزار سال نوری از ما دور هستند و به دور کهکشان راه شیری می گردند، است؛ دقیقاً همانطور که سیارات به دور یک ستاره می چرخند.
اما این کهکشان های ماهواره ای مشکلی دارند. گردش مدار آنها میلیاردها سال زمان می برد و پس از چند سال کوتاه، آن ها نسبتا تکان نخورده اند و محققان نمی توانند به راحتی سرعت مداری آن ها را تعیین کنند.
در مطالعه ای که در ژوئن ۲۰۱۸ در همین مجله منتشر شد، روش جدیدی برای تعیین وزن این کهکشان امتحان شد. آن ها به شبیه سازی ابر رایانه های جهان مجازی که می تواند جنبه های زیادی از کیهان ما را بازتولید کند، نگاه و سعی کردند نمونه هایی از کهکشان های کوچک را که در مدار کهکشان بزرگتر می گردند، پیدا کنند.
تقریباً ۹۰،۰۰۰ از این کهکشان های ماهواره ای شبیه سازی شده با داده های مربوط به کهکشان واقعی که در مدار کهکشان راه شیری در حال گردش هستند، مقایسه شدند. تیم تحقیقاتی نمونه هایی را انتخاب کرد که دارای خواص مداری مشابه با کهکشان های ماهواره ای واقعی داشت و جرم کهکشان شبیه سازی شده را بررسی کردند.
این داده ها تخمین نسبتاً خوبی از جرم واقعی کهکشان ما ارائه دادند. نتیجه به خوبی در میانه بسیاری از نتایج قبلی قرار دارد، اگرچه هنوز جای دقت بیشتری وجود دارد. این داده ها احتمالاً از ماهواره گایا آژانس فضایی اروپا ناشی می شود که اخیراً اندازه گیری های بسیار خوبی از خواص مداری ۳۰ کهکشان کوتوله کم رنگ در مدار کهکشان راه شیری انجام داده است.
به تازگی، تلسکوپ فضایی هابل ناسا و ماهواره گایا آژانس فضایی اروپا مشاهدات خود را بر روی خوشه های ستاره ای کروی یا جزایر ستارگانی که در قلب کهکشان می چرخند، ترکیب کرده و دریافتند که راه شیری تقریباً ۱.۵ تریلیون جرم خورشیدی دارد.
کهکشانهای سنگین نیز ماهواره های بیشتری در مدار خود دارند و تا کنون، حدود ۵۰ کهکشان را در حال گردش در اطراف راه شیری مشاهده شده است. از آنجایی که ما دقیقاً نمی دانیم وزن کهکشان راه شیری چقدر است، دانشمندان دقیقاً مطمئن نیستند که انتظار یافتن چند کهکشان ماهواره ای وجود دارد.
سرانجام، وزن واقعی راه شیری به محققان کمک می کند تا بدانند که نسبت جرم ماده تاریک در مقابل ماده معمولی چقدر است. آن ها امیدوارند که مطالعات آینده و داده های بهتر در نهایت این ماده مرموز را مشخص کند و معتقدند در ۱۰ یا ۲۰ سال آینده، پاسخ بهتری خواهیم داشت.
