1. Stellar Kinematics:
* rotationskurvor: Genom att observera hastigheterna hos stjärnor och gasmoln på olika avstånd från det galaktiska centret kan astronomer plotta galaxens rotationskurva. Kurvens form, särskilt dess planhet på stora avstånd, indikerar närvaron av osynlig massa bortom solens bana.
* Rätt rörelser: Mätning av de små sidleds rörelserna av stjärnor över tid, särskilt de i den galaktiska halo, hjälper till att förstå fördelningen av massan bortom solens bana.
2. Gravitationslensning:
* Microlensing: När ett massivt föremål (som en stjärna eller en mörk materia -halo) passerar framför en avlägsen stjärna, böjer dess tyngdkraft ljuset, vilket gör att den avlägsna stjärnan verkar ljusare under en kort tid. Denna "mikrolensande" effekt kan användas för att uppskatta massan för förgrundsobjektet.
* Stark linsning: När ett mycket massivt objekt, som ett galaxkluster, böjer ljuset från avlägsna galaxer och skapar flera bilder av samma galax. Mönstret för de linsade bilderna kan användas för att uppskatta massa för linsobjektet.
3. Satellitdynamik:
* dvärggalaxbanor: Bana för dvärggalaxer runt Vintergatan påverkas av massfördelningen i galaxen. Att observera banorna i dessa dvärggalaxer kan begränsa den totala massan på Vintergatan.
* globular kluster: Rörelsen av globulära kluster runt galaxen ger information om gravitationspotentialen på Vintergatan, vilket påverkas av fördelningen av massan, inklusive mörk materia.
4. Andra tekniker:
* kosmisk mikrovågsbakgrund: Att analysera mönstren i den kosmiska mikrovågsbakgrundsstrålningen kan ge information om distributionen av materia i det tidiga universum. Detta kan användas för att dra slutsatsen om mörk materia i Vintergatan.
* simuleringar: Datorsimuleringar av galaxbildning och evolution hjälper till att förstå fördelningen av mörkt material i galaxer som Vintergatan. Dessa simuleringar kan jämföras med observationsdata för att förfina vår förståelse för mjölkvägens massa.
Utmaningar och osäkerheter:
* mörk materia: En betydande del av Vintergatans massa tros vara mörk materia, som inte avger ljus och bara kan upptäckas genom dess gravitationsinflytande. Att bestämma fördelningen av mörk materia är utmanande.
* gas och damm: Det interstellära mediet (gas och damm) kan dölja vår syn på galaxen och komplicera mätningar.
* Modellberoende: Många av teknikerna förlitar sig på antaganden om fördelningen av massa och fysiken. Dessa antaganden kan införa osäkerheter i den uppskattade massan.
Aktuella uppskattningar:
Medan det exakta värdet fortfarande diskuteras, varierar uppskattningar av mjölkvägens massa utanför Suns bana vanligtvis från 1-2 biljoner solmassor . Denna massa domineras av mörk materia, med stjärnor och gas som bidrar med en mindre bråkdel.
Forskning pågår för att förfina vår förståelse för Vintergatans massa och fördelningen av mörk materia inom den. Framtida observationer och teoretiska framsteg kommer att fortsätta att förbättra vår kunskap om denna grundläggande egenskap hos vår galax.
