Đo tổng khối lượng của thiên hà chúng ta là một bài toán khó. Rất khó để nhìn toàn bộ được cùng lúc khi mà chúng ta đang ở trong một cánh tay xoắn của nó. Bên cạnh đó, có một phần lớn của Milky Way mà chúng ta không thể thấy vì đó là phần vật chất tối không phát ra ánh sáng. Vậy nên để có được con số chính xác, các nhà nghiên cứu cần đo khối lượng của cả phần nhìn thấy và phần không nhìn thấy của thiên hà.
Mới đây, các nhà khoa học đã thực hiện được việc này với sự kết hợp dữ liệu quan sát từ kính thiên văn không gian Hubble và tàu không gian Gaia. Phép đo khối lượng mới nhất cho biết thiên hà của chúng ta nặng gấp 1,5 nghìn tỷ lần Mặt Trời.
Các vệ tinh của Milky Way
Lực hấp dẫn khiến cho vật thể càng lớn thì các vệ tinh di chuyển quanh nó càng nhanh. Vì thế dữ liệu mới từ hai tàu không gian đã theo dõi những vệ tinh sáng nhất của thiên hà chúng ta: các cụm sao cầu. Đây là những nhóm sao dày đặc chuyển động theo quỹ đạo trong quầng thiên hà. Hầu hết các thiên hà lớn đều có quầng bao quanh với những cấu trúc đính vào như vậy, và Milky Way không phải ngoại lệ.
Nhiều tàu không gian có thể quan sát những cụm sao cầu này, thậm chí chúng còn là những mục tiêu nổi tiếng đối với các nhà thiên văn nghiệp dư. Nhưng để xác định chính xác chuyển động chính xác trong không gian 3 chiều của chúng thì cần có những phân tích sâu và cẩn thận. Gaia và Hubble cùng được sử dụng cho mục tiêu này. Gaia có khả năng đo rất chính xác các vật thể trong Milky Way và đã mang lại kết quả đo về 34 cụm sao trong bán kính 65.000 năm ánh sáng. Hubble có thể nhìn xa hơn với độ phân giải cao hơn, nhưng lại có trường nhìn hẹp hơn Gaia. Nó tìm thấy 12 cụm sao trong bán kính 130.000 năm ánh sáng. Kết hợp cùng nhau, hai thiết bị này dựng nên một bản đồ toàn diện giúp các nhà thiên văn học ước tính được khối lượng của Milky Way ở phạm vi 1 triệu năm ánh sáng.
Các phát hiện sớm hơn đã ước tính khối lượng của Milky Way nằm trong khoảng từ 500 tỷ cho tới 3 nghìn tỷ lần Mặt Trời. Phát hiện mới cho thấy thiên hà của chúng ta có khối lượng khoảng 1,5 nghìn tỷ lần khối lượng Mặt Trời, khiến nó được xếp vào nhóm các thiên hà lớn của vũ trụ. Nó cũng có lượng vật chất tối trung bình, được xác định dựa trên số sao mà các nhà thiên văn đo được.
Nắm được tổng khối lượng của thiên hà và tỷ lệ khối lượng giữa các sao của nó và vật chất tối có thể giúp các nhà thiên văn học trả lời những câu hỏi quan trọng của vũ trụ học về tiến hóa của các thiên hà như thiên hà chúng ta.
R.T
Theo Astronomy
