Gdzie kończy się Droga Mleczna?

Czytałem ten artykuł i brzmi on następująco:

Badacze zmierzyli masę Drogi Mlecznej i stwierdzili, że nasza galaktyka ma w przybliżeniu połowę masy sąsiedniej galaktyki znanej jako Andromeda, która ma podobną strukturę do naszej.

Pomyślałem więc, że jeśli weźmiemy pod uwagę sąsiada galaktyki, nasza galaktyka powinna mieć punkt końcowy, a sąsiednia galaktyka powinna mieć punkt początkowy. Skąd więc wiemy, który jest punkt początkowy i końcowy galaktyki i jak ją obliczyć?

Oto szorstki szkic Drogi Mlecznej i galaktyki Andromedy , ^* pokazano ich przybliżone rozmiary i odległości od siebie, aby skala:

To, co obraz (miejmy nadzieję) ilustruje, to niesamowicie rozległa pustka - dokładnie około 2,5 miliona lat świetlnych - między galaktykami, z których każda ma średnicę jedynie (!) Około 100 tysięcy lat świetlnych.

Podczas gdy obie galaktyki mają kształt podobny do „rozmytych wirów” pyłu i gazu (i najwyraźniej ciemnej materii), bez dokładnie określonej ostrej krawędzi zewnętrznej, nadal są dość jednoznacznie rozdzielone. Chociaż możemy nie być w stanie wskazać konkretnej linii w przestrzeni i powiedzieć, że „Droga Mleczna kończy się tutaj”, nadal jest jasne, że Droga Mleczna jest tutaj , podczas gdy galaktyka Andromeda jest tam , i istnieje ogromna luka prawie absolutnie nic pomiędzy.

(Oczywiście, istnieją pewne rzeczy nawet w przestrzeni międzygalaktycznej , w tym bardzo rozproszony gaz, trochę pyłu, a nawet sporadyczna zbłąkana gwiazda . Mimo to, w porównaniu do samych galaktyk - które z ludzkiego punktu widzenia są już dość pełne pustej przestrzeni - ośrodek międzygalaktyczny można dość dobrze opisać jako pusty.)

_{*) Małe plamki na zdjęciu wokół każdej dużej galaktyki mają reprezentować ich mniejsze galaktyki satelitarne, takie jak mniejsze i większe chmury Magellana . Ich względne pozycje i odległości, niestety, prawdopodobnie nie są bardzo dokładne.}

Aktualizacja dla jasności:

W przypadku widocznej części niezależnej galaktyki wszystkie gwiazdy można zmierzyć, aby okrążyć jądro tej galaktyki. Więc jeśli chcesz zmierzyć najdalszy zakres na tym uproszczonym poziomie, byłoby to bardzo łatwe. Problem polega na tym, że istnieje masa, która nie jest gwiazdami, a która jest ciemną materią. Niektóre z nich są tak daleko, że obliczenie tego, co krąży, może być niemożliwe.

Jeśli przeczytasz ten artykuł, zobaczysz, że wybrali granicę, powyżej której wpływ nieistotnej masy dalej nie był istotny dla tego obliczenia.

Galaktykę można traktować jako spłaszczoną kulę pod względem masy. Gwiazdy, przynajmniej w przypadku galaktyk spiralnych, zwykle leżą w płaszczyźnie, ale na wszystkich płaszczyznach krąży masa wspólnego centrum. Więc nie ma punktu wyjścia, wystarczy tylko zdecydować, jak daleko chcemy powiedzieć, że galaktyka się rozciąga.

W przypadku Drogi Mlecznej i Andromedy podjęto decyzję, która jest taka sama w obu przypadkach (wydaje się, że dokładna decyzja nie została opublikowana dla tego artykułu, ale dopóki jest spójna, wówczas masy względne będą poprawne)

W przypadku zderzających się lub blisko siebie galaktyk jest to o wiele trudniejsze - czy obliczasz, do której galaktyki należy gwiazda na podstawie kierunku ruchu? Gwiazdy mogą zamieniać się między sobą. Ze strony Wikipedii Drogi Mlecznej:

Dysk galaktyczny otacza sferyczną galaktyczną aureolę gwiazd i gromad kulistych, która rozciąga się dalej na zewnątrz, ale jest ograniczona wielkością przez orbity dwóch satelitów Drogi Mlecznej, Wielkiej i Małej Chmury Magellana, których najbliższe podejście do centrum Galaktyki dotyczy 180 000 ly (55 kpc). [51] W tej lub większej odległości orbity większości obiektów halo zostałyby zakłócone przez Chmury Magellana. Stąd takie obiekty zostałyby prawdopodobnie wyrzucone z okolic Drogi Mlecznej.

tl; dr - to dość arbitralna decyzja :-)

Jak już odpowiedziano, definicja wielkości galaktyki musi zawsze do pewnego stopnia być dowolna. W astronomii stosuje się kilka definicji, zależnie od kontekstu, w jakim jest używany, np .:

• $R_{\mathrm{vir}}$$GM_{\mathrm{vir}}/R_{\mathrm{vir}} \sim V^2$$G$$M_{\mathrm{vir}}$$V$$V$
• $R_{1/2}$
• $R_{200}$$R_{500}$$R_{1000}$

Chociaż te definicje dają różne rozmiary, wszystkie mają ten sam rząd wielkości.