Thiên văn học nổi tiếng với việc đưa ra nhiều câu hỏi hơn là câu trả lời. Hãy quan sát rằng phần lớn vật chất là vô hình.
Mặc dù các nhà thiên văn học đã thu thập được bằng chứng cho thấy vật chất tối chiếm khoảng 84% vật chất của vũ trụ - đưa ra những lời giải thích thẳng thắn cho sự quay của các thiên hà riêng lẻ, chuyển động của các cụm thiên hà xa xôi và sự bẻ cong của ánh sao xa xôi - chúng vẫn không chắc chắn về bất kỳ chi tiết cụ thể nào.
Giờ đây, một nhóm các nhà thiên văn học người Úc cho rằng, chỉ có một nửa vật chất tối trong Dải Ngân hà như đã nghĩ trước đây.
Năm 1933, nhà thiên văn học Thụy Sĩ Fritz Zwicky đã quan sát cụm Coma - cụm thiên hà cách chúng ta khoảng 320 triệu năm ánh sáng và gần 2 năm ánh sáng - và thấy rằng nó di chuyển quá nhanh. Chỉ đơn giản là có đủ vật chất có thể nhìn thấy để giữ cụm thiên hà lại với nhau.
Zwicky quyết định phải có một thành phần ẩn, được gọi là Materie, hay vật chất tối, khiến cho chuyển động của các thiên hà này quá lớn.
Sau đó vào năm 1978, nhà thiên văn học người Mỹ Vera Rubin đã xem xét các thiên hà riêng lẻ. Các nhà thiên văn học phần lớn cho rằng các thiên hà quay rất giống Hệ Mặt trời của chúng ta, với các hành tinh bên ngoài quay chậm hơn các hành tinh bên trong. Lập luận này phù hợp với Định luật Newton Newton và giả định rằng phần lớn khối lượng nằm ở trung tâm.
Nhưng Rubin phát hiện ra rằng các thiên hà quay không giống như Hệ Mặt trời của chúng ta. Các ngôi sao bên ngoài không quay chậm hơn các ngôi sao bên trong, mà chỉ nhanh như vậy. Phải có vật chất tối ở vùng ngoại ô của mọi thiên hà.
Giờ đây, nhà thiên văn học Prajwal Kafle, từ Đại học Tây Úc, và các đồng nghiệp của ông đã một lần nữa quan sát tốc độ của các ngôi sao ở vùng ngoại ô của thiên hà chúng ta, Dải Ngân hà. Nhưng ông đã làm như vậy chi tiết hơn nhiều so với ước tính trước đó.
Từ một tốc độ sao, nó tương đối đơn giản để tính bất kỳ khối lượng bên trong nào. Phương trình đơn giản dưới đây cho thấy khối lượng bên trong (M) bằng khoảng cách ngôi sao tính từ tâm thiên hà (R) nhân với vận tốc (V) bình phương, tất cả được chia cho hằng số hấp dẫn (G):
Kafle và các đồng nghiệp của mình đã sử dụng tài khoản vật lý lộn xộn cho sự chậm chạp của thiên hà. Nhưng điểm này giữ, với vận tốc ngôi sao, bạn có thể tính được bất kỳ khối lượng bên trong nào. Và với nhiều ngôi sao Vận tốc của ngôi sao bạn có thể chính xác hơn. Nhóm nghiên cứu đã tìm thấy vật chất tối trong thiên hà của chúng ta nặng gấp 800 tỷ lần khối lượng Mặt trời, một nửa so với ước tính trước đó.
K ý tưởng hiện tại về sự hình thành và tiến hóa của thiên hà, dự đoán rằng sẽ có một số thiên hà vệ tinh lớn xung quanh Dải Ngân hà có thể nhìn thấy bằng mắt thường, nhưng chúng tôi không thể thấy điều đó, Kafle cho biết trong một bản tin mới. Điều này thường được gọi là vấn đề vệ tinh mất tích, và nó đã trốn tránh các nhà thiên văn trong nhiều năm.
Khi bạn sử dụng phép đo khối lượng của vật chất tối, lý thuyết dự đoán rằng chỉ có ba thiên hà vệ tinh ngoài đó, đó chính xác là những gì chúng ta thấy; Kafle cho biết, đám mây Magellanic lớn, đám mây Magellan nhỏ và thiên hà lùn Sagittarius.
Những phép đo mới này có thể chứng minh Dải Ngân hà không hoàn toàn là các nhà thiên văn học khổng lồ nghĩ trước đây. Họ cũng giúp giải thích tại sao có quá ít thiên hà vệ tinh trên quỹ đạo. Nhưng trước tiên, kết quả sẽ phải được xác nhận khi họ đứng lên chống lại nhiều cách khác để cân nhắc vật chất tối trong thiên hà của chúng ta.
Kết quả đã được công bố trên Tạp chí Vật lý thiên văn và có sẵn trực tuyến.
