Cât de mare este Calea Lactee? Un nou studiu arată că aceasta ar putea avea un diametru de circa 1.9 milioane ani lumină, dacă ținem cont de haloul de materie întunecată care se simte gravitațional, dar nu se vede.
Până recent se credea că galaxia noastră ar avea un diametru de circa 260.000 ani lumină, acesta fiind rezultatul obținut cu ajutorul datelor măsurate de telescopul Gaia. Soarele și Pământul s-ar situa la circa 70 de mii de ani lumină față de centru, în periferia galaxiei, în timp ce în centru se află o enormă gaură neagră cu masa de circa 4 milioane de ori cea a Soarelui.
Galaxia este compusă din stele, planete, praf și gaz interstelar, găuri negre, dar și dintr-o materie pe care nu o vedem, întrucât nu emite lumină. Ea exercită însă o forţă gravitațională asupra materiei pe care o vedem. Acest lucru se știa de zeci de ani, fiind descoperit prin măsurarea vitezei de rotaţie a stelelor din periferia galaxiei. Această viteză, care depinde de atracția gravitațională a materiei din galaxie, este mult mai mare decât cea calculată ţinând cont de materia vizibilă. Materiei lipsă i s-a dat numele de materie întunecată.
Multe experimente încearcă să descopere din ce anume este compusă materia întunecată, atât la acceleratoare de particule în lumea întreagă cât și în experimente subterane, precum cele din laboratorul italian de sub muntele Gran Sasso. Materia întunecată are, se pare, o masă mult mai mare decât cea vizibilă. Până unde însă se extinde această materie întunecată? Cu alte cuvinte, cât de mare este Calea Lactee ținând cont de toată materia, vizibilă și întunecată, din care este compusă?
La această întrebare un grup de cercetători condus de Alis Deason de la Durham University (Marea Britanie) a dat un răspuns într-un articol apărut în arXiv, care a fost trimis spre publicare în revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Cercetătorii au efectuat o serie de simulări pe calculator în care au calculat cantitatea și distribuţia materiei întunecate ţinând cont de viteza de rotaţie a galaxiilor pitice care orbitează în jurul galaxiei noastre. Au constatat la început că această viteză este mai mare decât era de așteptat ţinând cont de masa vizibilă a galaxiei noastre până la o anumită distanță față de centru. Practic, cercetătorii au simulat viteza radială a galaxiilor pitice în funcție de materia întunecată și din comparația cu măsurătorile efectuate au dedus cum este distribuită materia întunecată în galaxie.
Au ajuns astfel la concluzia că diametrul Căii Lactee este de circa 1.9 milioane de ani lumină și că materia întunecată este distribuită într-un halo care învăluie materia luminoasă. Aceasta din urmă, adică brațele spirale ale galaxiei noastre, reprezintă doar o mică parte din materia totală. Practic, raza vizibilă, de circa 130.000 ani lumină, este de aproximativ șapte ori mai mică decât adevărata rază.
Nu doar galaxia noastră conţine materie întunecată, ci majoritatea galaxiilor din Univers. Cantitatea de materie întunecată depăşeşte cu mult materia vizibilă: există de circa 5-6 ori mai multa materie întunecată decât materie vizibilă. Din ce ar putea fi alcătuită misterioasa materie întunecată? În parte, din neutrini, care au masă, dar nu se știe care este aceasta. În cea mai mare parte însă ar fi formată din particule pe care nimeni nu le-a capturat până în prezent. Acestea ar putea fi așa-numitele particule super-simetrice, un fel de perechi ale particulelor pe care le cunoaștem, însă cu o masă mult mai mare.
Materia întunecată joacă un rol extrem de important în structurile cosmice, precum galaxiile și grupările de galaxii. Studiul său din punct de vedere astronomic și cosmologic, dar și al particulelor elementare, este la ora actuală unul dintre cele mai importante subiecte de cercetare, studii precum cel prezentat aici fiind foarte importante pentru a înţelege mai bine rolul acestei materii în evoluția Universului.
