若您正對某個大體積的事物時,很難準確分辨出它的大小。此前有研究指出,科學家算出了銀河系的重量,確定銀河系總質量約 1.5兆倍太陽質量。但是銀河系究竟有多大呢?目前銀河系直徑最精確的估計值約26萬光年。不過實際上,看得見的銀河系外還有一片看不見的暗物質暈,而這些物質的引力影響範圍有多廣?根據一篇新研究,直徑190萬光年內其實都在銀河系引力影響範圍內。
根據歐洲太空總署(ESA)蓋亞衛星(Gaia)繪製的星圖,銀河系盤面直徑約26萬光年,但就如太陽引力的影響也遠遠超越太陽系外緣的柯伊伯帶,銀河系引力的影響範圍也比可見盤面還要遠得多,在看得見的盤面之外,還有一個巨大的暗物質暈包圍著銀河系。ps:蓋亞衛星設計目的是精確建立整個銀河系所有天體的三維地圖,並追蹤這些天體的運動。
那麼銀河系的暗物質暈影響力有多大?根據英國杜倫大學(Durham University)天體物理學家阿里斯·迪森(Alis Deason)團隊發表的最新研究,至少直徑190萬光年內都在銀河系掌控中。
過去,當科學家發現銀河系外緣的恆星移動速度超乎預期之快後,便意識到銀河系被一片暗物質包圍。按照標準星系形成模型,一個星系不可能沒有暗物質,雖然我們至今仍不知道暗物質是什麼、只能通過其重力對其他物體的影響才能檢測到,因此科學家只能透過暗物質與周圍物體的互動來推算出銀河系邊界。
首先,團隊對本星系群內與銀河系超不多質量星系的暗物質暈進行高解析度模擬,尤其是目前與銀河系相距約250萬光年、將在數十億年後與銀河系碰撞的仙女座星系(M31),接著分析圍繞在星系周圍移動的各種物體之徑向速度(radial velocity)與密度,只要超出暗物質暈範圍,物體(比如矮星系)的徑向速度就會驟降。
迪森表示:「在許多關於銀河系光暈的分析中,其外邊界是一個基本限制。選擇通常都是主觀的,但正如我們已經指出的那樣,最好定義一個物理或觀察目的的外部邊緣。在這裡,我們將潛在暗物質分布的邊界與可觀測的恆星暈和矮星系種群聯繫在一起。」
據此計算出我們到銀河系邊界的距離大約95萬光年,換算直徑為190萬光年。不過距離不是該研究的主要重點,因此這數字還有改善空間,但團隊的研究方法有助於為其他星系找出邊界。新論文已發表在《皇家天文學會月報》上。