Cat de mare este galaxia noastra? Un nou studiu arata cum ca aceasta ar putea avea un diametru de circa 1.9 milioane ani lumina, daca tinem cont de haloul de materie intunecata care se simte gravitational, dar nu se vede.
Pana recent se credea ca Galaxia noastra ar avea un diametru de circa 260.000 ani lumina – acesta fiind rezultatul obtinut cu ajutorul datelor masurate cu telescopul Gaia. Soarele si Pamantul s-ar afla la circa 70 de mii de ani lumina fata de centru, in periferia galaxiei, in timp ce in centru se situeaza o enorma gaura neagra cu masa de circa 4 milioane de ori cea a Soarelui.
Galaxia este compusa din stele, planete, praf si gaz interstelar, gauri negre, dar si dintr-o materie pe care nu o vedem, intrucat nu emite lumina, insa exercita o forta gravitationala asupra materiei pe car o vedem. Acest lucru se stia de zeci de ani – si a fost descoperit prin masurarea vitezei de rotatie a stelelor in periferia Galaxiei; aceasta viteza, care depinmde de atractia gravitationala a materiei din galaxie, este mult mai mare decat cea calculata tinand cont de materia vizibila. Materiei lipsa i s-a dat numele de materie intunecata. Multe experimente incearca sa descopere din ce anume este compusa materia intunecata, atat la acceleratoare de particule in lumea intreaga cat si in experimente subterane, precum cele din laboratorul italian de sub muntele Gran Sasso. Materia intunecata are, se pare, o masa mult mai mare decat cea vizibila. Pana unde insa se extinde aceasta materie intunecata? Cu alte cuvinte, cat de mare este Galaxia noastra tinand cont de toata materia, vizibila si intunecata, din care este compusa?
La aceasta intrebare un grup de cercetatori condus de Alis Deason de la Durham University a date un raspuns publicat intr-un articol in arXiv care a fost trimis spre publicare in revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Cercetatorii au efectuat o serie de simulari pe calculator in care au calculat cantitatea si distributia materiei intunecate tinand cont de viteza de rotatie a galaxiilor pitice care orbiteaza in jurul galaxiei noastre. Au constatat la inceput ca aceasta viteza este mai mare decat se astepta tinand cont de masa vizibila a galaxiei noastre pana la o anumita distanta fata de centru. Practic, cercetatorii au simulat viteza radiala a galaxiilor pitice in functie de materia intunecata si din comparatia cu masuratorile efectuate au dedus cum este distribuita materia intunecata in Galaxia noastra.
Au ajuns astfel la concluzia ca diametrul Galaxiei este de circa 1.9 milioane de ani lumina si ca materia intunecata este distribuita intr-un halou care invaluie materia luminoasa. Materia luminoasa, adica bretele spirale ale Galaxiei noastre, sunt doar o mica parte din materia totala.
Practic raza vizibila, de circa 130.000 ani lumina, este de aproximatix 7 ori mai mica decat adevarata raza.
Nu doar Galaxia noastra contine materie intunecata, ci majoritatea galaxiilor din Univers. Cantitatea de materie intunecata depaseste cu mult materia vizibila: exista de circa 5-6 ori mai multa materie intunecata decat materie vizibila. Din ce ar putea fi alcatuita misterioasa materie intunecata? Parte din aceasta este reprezentata de neutrini – care au masa, dar nu se stie care este aceasta; o si mai mare cantitate insa ar fi alcatuita din particule pe care nimeni nu le-a capturat pana in prezent; s-ar putea sa fie asa-numitele particule super-simetrice, un fel de perechi ale particulelor pe care le cunoastem, insa cu o masa mult mai mare.
Materia intunecata joaca un rol extrem de important in structurile cosmice, precum galaxiile si gruparile de galaxii; studiul acesteia din punct de vedere astronomic si cosmologic, dar si al particulelor elementare, este la ora actuala unul dintre cele mai importante subiecte de studiu, studii precum cel relatat fiind foarte importante pentru a intelege mai bine rolul acestei materii in evolutia Universlui.
Articol scris de Cătălina Oana Curceanu, prim cercetător în domeniul fizicii particulelor elementare şi al fizicii nucleare, Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Roma, Italia) şi colaborator al Scientia.ro.