Jako że Ziemia położona jest wewnątrz Układu Słonecznego, trudno jest precyzyjnie określić jego rozmiar. Z podobną sytuacją mamy do czynienia w przypadku Drogi Mlecznej. Nie możemy tak po prostu udać się poza nią i zrobić jej zdjęcia, dokonując przy okazji niezbędnych pomiarów. Dlatego też nasze szacunki względem jej rozmiarów bazują na pomiarach odległości Ziemi od obiektów zlokalizowanych na jej krawędziach.
Zgodnie z najbardziej aktualnymi szacunkami, średnica dysku Drogi Mlecznej powinna wynosić od 100 tysięcy do 120 tysięcy lat świetlnych. Niemniej jednak, tak jak Słońce wywiera wpływ na obszary położone poza Pasem Kuipera w Układzie Słonecznym, tak grawitacyjny wpływ Drogi Mlecznej sięga dalej niż granica dysku. Jest tak, ponieważ Droga Mleczna jest większa, niż sugerowałaby jej widoczna materia, a to dlatego, że tę widoczną materię tworzącą dysk otacza otoczka z ciemnej materii.
Droga Mleczna może być niemal 20 razy większa, niż przypuszczano!
O tej otoczce wiadomo nie od dziś, ale jak daleko ona tak naprawdę sięga? Zgodnie z nowymi obliczeniami dalej, niż dotychczas podejrzewano, a to oznacza że Droga Mleczna jest większa, niż sądzono. W pracy naukowej opublikowanej w czasopiśmie Monthly Notices of the Royal Astronomical Society astrofizycy Alis Deason i jej współpracownicy z Durham University, University of Victoria oraz Uniwersytetu w Chicago stwierdzają, że jej średnica wynosi aż 1,9 miliona lat świetlnych.
Jak uczeni mogli dowiedzieć się, jak wielka jest otoczka ciemnej materii przykrywająca widoczny dysk Drogi Mlecznej? W końcu, nie jesteśmy w stanie zaobserwować ciemnej materii bezpośrednio. Na szczęście, możemy oszacować, jak dużo jej jest w oparciu o to, jak duży wpływ wywiera na obiekty w jej okolicy. Właśnie to zrobiła Alis Deason wraz ze swoim międzynarodowym zespołem badaczy.
Najpierw naukowcy przeprowadzili kosmologiczne symulacje otoczek ciemnej materii otaczających galaktyki o masach Drogi Mlecznej, zarówno będące w izolacji, jak i w towarzystwie galaktyk odpowiadających tym należącym do tak zwanej Grupy Lokalnej. W szczególności skupiono się na Galaktyce Andromedy, która ma zderzyć się z Drogą Mleczną za 4,5 miliarda lat, a która znajduje się w odległości 2,5 miliona lat świetlnych z dala od naszej Galaktyki.
Schemat przedstawiający ciemną materię otaczającą Drogę Mleczną. Źródło: Digital Universe
Korzystając z kilku różnych programów symulacyjnych, zespół stworzył model otoczki ciemnej materii Drogi Mlecznej, przyglądając się tak zwanej prędkości i gęstości radialnej. Prędkość radialna to prędkość orbitalna obiektów poruszających się wokół galaktyki w rożnych odległościach. Wszystkie symulacje wykazały, że poza obszarem otoczki ciemnej materii prędkość radialna takich obiektów jak galaktyki karłowate wyraźnie spadała.
Następnie uczeni porównali rezultaty symulacji z bazą danych dotyczących galaktyk karłowatych otaczających Drogę Mleczną. Tak jak przewidziały symulacje, w pewnej odległości od centrum Drogi Mlecznej występowała granica, poza którą galaktyki karłowate cechowały się dużo mniejszą prędkością radialną. Ta odległość wynosiła około 950 tysięcy lat świetlnych i zdaniem badaczy to właśnie do niej sięga granica otoczki ciemnej materii. Zatem, całkowita średnica Drogi Mlecznej powinna wynosić około 1,9 miliona lat świetlnych.
Być może w przyszłości granice drogi Mlecznej uda się wyznaczyć z nieco większą dokładnością. Tymczasem doświadczenie wyciągnięte z badań opisanych w czasopiśmie Monthly Notices of the Royal Astronomical Society można by wykorzystać do określenia rzeczywistych granic innych galaktyk.