Где заканчивается Млечный Путь?

Я читал эту статью, и она говорит следующее:

Исследователи измерили массу Млечного Пути и обнаружили, что наша галактика составляет примерно половину веса соседней галактики, известной как Андромеда, которая имеет структуру, аналогичную нашей.

Поэтому я подумал, что если мы рассмотрим соседнюю с нами галактику, то наша галактика должна иметь конечную точку, а соседняя галактика должна иметь начальную точку. Итак, как мы узнаем, что является начальной и конечной точкой галактики, и как мы ее вычисляем?

Вот грубый набросок Млечного Пути и галактики Андромеды , ^* показывая их приблизительные размеры и расстояние друг от друга в масштабе:

Изображение (надеюсь) иллюстрирует невероятно обширный промежуток пустого пространства - примерно 2,5 миллиона световых лет, если быть точным - между галактиками, диаметр каждой из которых составляет (!) Около 100 тысяч световых лет или около того.

Хотя обе галактики по форме напоминают «нечеткие водовороты» пыли и газа (и, по-видимому, темной материи), без четко определенного острого внешнего края, они все еще довольно однозначно разделены. Хотя мы, возможно, не сможем указать на конкретную линию в пространстве и сказать, что «Млечный путь заканчивается прямо здесь», все же ясно, что Млечный путь здесь , в то время как галактика Андромеды находится там , и существует огромный разрыв почти ничего общего между ними.

(Конечно, кое-что есть даже в межгалактическом пространстве , в том числе немного очень рассеянного газа, немного пыли и даже случайная звездная звезда . Тем не менее, по сравнению с самими галактиками, которые, с человеческой точки зрения, уже довольно полны пустого пространства - межгалактическая среда может быть довольно хорошо описана как пустая.)

_{*) Маленькие пятнышки на картинке вокруг каждой крупной галактики предназначены для представления их меньших спутниковых галактик, таких как меньшие и большие магеллановы облака . Их относительное положение и расстояния, увы, вероятно, не очень точны.}

Обновление для ясности:

Для видимой части автономной галактики все звезды можно измерить на орбите ядра этой галактики. Поэтому, если вы хотите измерить максимальную степень на этом упрощенном уровне, это будет очень легко. Проблема в том, что есть масса, которая не является звездами, а является темной материей. Некоторые из них так далеко, что может быть невозможно рассчитать, что он вращается вокруг.

Если вы прочтете статью, вы увидите, что они выбрали предел, за которым влияние незначительной массы дальше не имело значения для этого расчета.

Что касается массы, галактика может рассматриваться как сплюснутая сфера. Звезды, по крайней мере для спиральных галактик, имеют тенденцию лежать в плоскости, но есть масса, вращающаяся вокруг общего центра во всех плоскостях. Таким образом, нет никакой начальной точки, просто нужно решить, как далеко мы хотим сказать, что галактика простирается.

Для Млечного Пути и Андромеды было принято решение, которое является одинаковым для обоих (точное решение, по-видимому, не было опубликовано для этой статьи, но пока оно непротиворечиво, относительные массы будут правильными)

Для галактик, которые сталкиваются или находятся рядом друг с другом, это гораздо сложнее - вы рассчитываете, к какой галактике принадлежит звезда по направлению ее движения? Звезды могут меняться от одного к другому. Со страницы Млечного Пути в Википедии:

Галактический диск окружен сферическим галактическим ореолом звезд и шаровых скоплений, который распространяется дальше наружу, но ограничен в размерах орбитами двух спутников Млечного Пути, Большого и Малого Магеллановых Облаков, ближайший к Галактическому центру которых составляет около 180 000 ли (55 кпк). [51] На этом расстоянии или за его пределами орбиты большинства объектов гало будут нарушены Магеллановыми Облаками. Следовательно, такие объекты, вероятно, будут выброшены из окрестностей Млечного Пути.

tl; dr - это довольно произвольное решение :-)

Как уже отвечалось, определение размера галактики всегда должно быть в некоторой степени произвольным. В астрономии используется несколько определений в зависимости от контекста, в котором они используются, например:

• $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}$

Хотя эти определения дают разные размеры, все они имеют одинаковый порядок величины.