Đo khối lượng dải Ngân Hà là điều bất khả thi với công nghệ hiện nay, do đó giới nghiên cứu chỉ có thể đưa ra ước tính với độ chính xác tăng dần trong vài năm gần đây. Theo dữ liệu từ Đài quan sát GAIA, nhóm nghiên cứu Trung Quốc đã tính toán khối lượng dải Ngân Hà bằng 805 tỷ khối lượng Mặt trời.
Các nhà khoa học đã tìm cách cân khối lượng Dải Ngân hà trong nhiều thập kỷ. Khi đo khối lượng Dải Ngân hà, các nhà khoa học phải đo khối lượng của hàng trăm tỷ ngôi sao, hành tinh, mặt trăng, khí và bụi. Việc ước tính khối lượng vật chất hữu hình là điều dễ hơn. Phần khó khăn nhất là ước tính khối lượng vật chất tối, thứ mà các nhà thiên văn không thể nhìn thấy, chưa thể phát hiện trực tiếp trong phòng thí nghiệm hoặc trong không gian.
Ước tính trước đây đã dao động dữ dội từ 500 tỷ đến 3 nghìn tỷ lần so với Mặt Trời. Ước tính mới nhất là ở giữa phạm vi đó, đạt khối lượng khoảng 3 x 10^39 tấn. Con số 805 tỷ khối lượng Mặt trời dù nghe có vẻ khá lớn, nhưng thực chất nhỏ hơn đáng kể so với ước tính của một nhóm nhà khoa học Mỹ vào năm 2019. Để dễ hình dung, nếu ta xem Hệ Mặt trời như một đồng xu thì kích thước của Dải Ngân hà sẽ tương đương với cả một lục địa lớn. Các tua nhỏ bao quanh nó cũng có thể xem như một phần của Dải Ngân hà, do đó làm đường kính tổng thể tăng lên thành 150,000–180,000 năm ánh sáng.
Nhóm nhà khoa học đến từ Đài quan sát Thiên văn Quốc gia thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc mô tả chi tiết phương pháp phía sau tính toán của họ trong bài báo đăng trên tạp chí Astrophysical Journal, Interesting Engineering hôm 24/4 đưa tin. Nhóm tác giả nghiên cứu sử dụng một tập dữ liệu lớn hơn, gồm 260.000 ngôi sao. Phần lớn dữ liệu đó đến từ đài quan sát GAIA của Cơ quan Vũ trụ châu Âu. Nhiệm vụ của tàu là ghi lại vị trí của các ngôi sao để tạo ra bản đồ ba chiều những vật thể thiên văn trong dải Ngân Hà. Do đó, dữ liệu của nó đóng vai trò như biểu đồ toàn diện về thiên hà này.
Dựa vào tập dữ liệu, các nhà khoa học tiến hành khảo sát dải Ngân Hà và đo đường cong quay của nó. Đường cong quay chỉ tốc độ quỹ đạo của một vật thể thiên văn so với khoảng cách bán kính từ trung tâm thiên hà. Nhóm nghiên cứu cũng cân nhắc cả vật chất tối trong tính toán. Trong bài báo, họ cho biết ước tính mới là phép đo chính xác nhất về độ cong quay của dải Ngân Hà từ trước tới nay. Tuy nhiên, tập dữ liệu 260.000 ngôi sao vẫn tương đối nhỏ bởi dải Ngân Hà được cho là chứa ít nhất 100 tỷ ngôi sao có khối lượng khác nhau.
Năm 2019, một nhóm nhà khoa học khác từ Viện khoa học kính viễn vọng không gian (STScI) ở Baltimore, Maryland, ước tính dải Ngân Hà có khối lượng bằng 1,5 nghìn tỷ Mặt trời. Để tính toán, họ sử dụng kính viễn vọng Hubble và dữ liệu GAIA để đo chuyển động ba chiều của các cụm sao hình cầu. “Chúng tôi muốn biết khối lượng dải Ngân Hà chính xác hơn để có thể so sánh với những mô phỏng thiên hà trong vũ trụ đang tiến hóa“, nhà khoa học Roeland van der Marel ở STScI giải thích.
Nguồn: Tổng hợp.
