Ako želite izmjeriti svoju masu, proces je izrazito jednostavan: dovoljno je stati na vagu i pročitati prikazanu vrijednost. Kako objašnjava Universe Today, ta brojka odražava gravitacijsku silu kojom Zemlja privlači vas, stoga, ako se uznemirite zbog visoke vrijednosti, utješite se činjenicom da vas Zemlja smatra izuzetno privlačnim. Ista vaga se također može koristiti za mjerenje mase Zemlje. Ako stavite masu od kilograma na vagu, težina koju ona daje također je težina Zemlje u gravitacijskom polju kilograma. Tako da, s malo mase, imate masu Zemlje. Međutim, situacija nije baš tako jednostavna.
A to je zbog toga što Zemlja nije savršeno sferična i uniformna, njena gravitacijska privlačnost se neznatno razlikuje na različitim mjestima. Iako ova metoda pruža solidnu približnu vrijednost, koristimo je za procjenu masa drugih objekata unutar našeg sunčevog sustava. Ali, što kada je potrebno odrediti masu nečeg znatno većeg, poput Mliječnog puta? Jedan pristup uključuje procjenu broja zvijezda u galaksiji i njihovih masa, zatim masu svog međuzvjezdanog plina i prašine, i na kraju, približnu količinu tamne tvari, a to može činiti proces vrlo složenim.
Orbitalna brzina zvijezda
Učinkovitija metoda razmatra kako se orbitalna brzina zvijezda mijenja s udaljenošću od središta galaksije. Ovo se naziva krivulja rotacije i omogućava određivanje gornje granice mase Mliječnog puta, koja se procjenjuje na oko 600 milijardi do trilijun solarnih masa. Velika neizvjesnost ilustrira kompleksnost mjerenja mase naše galaksije. Međutim, nedavna studija objavljena na serveru arXiv predstavlja novu metodu koja bi astronomima mogla olakšati precizno određivanje mase.
Ova nova metoda temelji se na brzini bijega zvijezda unutar naše galaksije. Ako zvijezda ima dovoljno veliku brzinu, može nadvladati gravitacijsku privlačnost Mliječnog puta i pobjeći u međuzvjezdani prostor. Minimalna potrebna brzina za bijeg izravno ovisi o masi galaksije, stoga mjerenje jednog implicira i određivanje drugog. Nažalost, poznato je samo nekoliko zvijezda koje bježe izvan naše galaksije, što nije dovoljno za detaljnu procjenu mase galaksije. Stoga je tim analizirao statističku distribuciju brzina zvijezda, temeljenu na podacima koje je prikupila svemirska letjelica Gaia.
Vaganje… Mjeseca
Metodologija je analogna vaganju Mjeseca s šakom pune prašine. Bacate li prašinu prema gore dok stojite na Mjesecu, čestice koje se sporije kreću dosegnut će nižu visinu u odnosu na brže čestice. Analizom brzina i položaja tih čestica, statistički odnos između brzine i visine otkriva koliko snažno Mjesec privlači te čestice, čime se može odrediti masa Mjeseca. Premda bi bilo jednostavnije koristiti kilogram i vagu za izravno mjerenje mase Mjeseca, metoda s prašinom također nudi rješenje.
U kontekstu Mliječnog puta, zvijezde funkcioniraju kao čestice prašine, kružeći unutar gravitacijskog polja galaksije. Koristeći brzine i položaje milijarde zvijezda, tim je procijenio brzinu bijega na različitim udaljenostima od središta galaksije. Na temelju toga odredili su ukupnu masu Mliječnog puta, izračunavši je na 640 milijardi solarnih masa. Ova vrijednost nalazi se na nižem kraju prethodnih procjena i, ukoliko je točna, sugerira da Mliječni put sadrži manje tamne materije nego što se prethodno mislilo.
