Dove finisce la Via Lattea?

Stavo leggendo questo articolo e dice quanto segue:

I ricercatori hanno misurato la massa della Via Lattea e hanno scoperto che la nostra galassia è circa la metà del peso di una galassia vicina conosciuta come Andromeda che ha una struttura simile alla nostra.

Quindi stavo pensando, se consideriamo una galassia vicina a noi, allora la nostra galassia dovrebbe avere un endpoint e la galassia vicina dovrebbe avere un punto di partenza. Quindi, come facciamo a sapere qual è il punto iniziale e finale di una galassia e come lo calcoliamo?

Ecco uno schizzo approssimativo della Via Lattea e della galassia di Andromeda , ^{* che} mostra le dimensioni approssimative e la distanza l'una dall'altra per ridimensionare:

Ciò che l'immagine (si spera) illustra è lo spazio incredibilmente vasto dello spazio vuoto - circa 2,5 milioni di anni luce, per l'esattezza - tra le galassie, ognuna delle quali ha un diametro di solo (!) Circa 100 mila anni luce circa.

Mentre entrambe le galassie hanno la forma di "vortici sfocati" di polvere e gas (e, apparentemente, materia oscura), senza un bordo esterno definito con precisione, sono ancora abbastanza inequivocabilmente separate. Mentre potremmo non essere in grado di indicare una linea specifica nello spazio e dire che "la Via Lattea finisce proprio qui", è ancora chiaro che la Via Lattea è qui , mentre la galassia di Andromeda è laggiù , e c'è un enorme divario di praticamente assolutamente nulla nel mezzo.

(Certo, ci sono alcune cose anche nello spazio intergalattico , tra cui un po 'di gas molto diffuso, un po' di polvere e persino l' occasiva stella vagante . Tuttavia, rispetto alle galassie stesse - che, da un punto di vista umano, sono già piuttosto piene di spazio vuoto - il mezzo intergalattico può essere abbastanza ben descritto come vuoto.)

_{*) I piccoli granelli nell'immagine intorno a ciascuna grande galassia hanno lo scopo di rappresentare le loro piccole galassie satellitari, come le nuvole magellaniche minori e maggiori . Le loro posizioni e distanze relative, purtroppo, probabilmente non sono molto precise.}

Aggiornamento per chiarezza:

Per la parte visibile di una galassia indipendente, le stelle possono essere tutte misurate in orbita attorno al nucleo di quella galassia. Quindi, se volessi misurare la misura più lontana a questo livello semplificato, sarebbe molto semplice. Il problema è che c'è molta massa che non è stelle e che è materia oscura. Alcuni di questi sono così lontani, potrebbe essere impossibile calcolare ciò che sta orbitando.

Se leggi il documento, vedrai che hanno scelto un limite oltre il quale l'effetto della massa trascurabile più lontano non era rilevante per questo calcolo.

Una galassia può essere pensata come una sfera appiattita, per quanto riguarda la massa. Le stelle, almeno per le galassie a spirale, tendono a trovarsi su un piano, ma c'è una massa in orbita attorno al centro comune su tutti i piani. Quindi non c'è un punto di partenza, c'è solo la necessità di decidere fino a che punto vogliamo estendere la galassia.

Per la Via Lattea e Andromeda, è stata presa una decisione che è la stessa per entrambi (la decisione esatta non sembra essere stata pubblicata per questo documento, ma finché sarà coerente, allora le masse relative saranno corrette)

Per le galassie che si scontrano o si avvicinano è molto più difficile: calcoli a quale galassia appartiene una stella dalla direzione del suo movimento? Le stelle possono scambiarsi dall'una all'altra. Dalla pagina della Via Lattea di Wikipedia:

Intorno al disco galattico c'è un alone galattico sferico di stelle e ammassi globulari che si estende ulteriormente verso l'esterno, ma è limitato nelle dimensioni dalle orbite di due satelliti della Via Lattea, la Grande e la Piccola Magellanica, il cui approccio più vicino al centro galattico è circa 180.000 ly (55 kpc). [51] A questa distanza o oltre, le orbite della maggior parte degli oggetti alone sarebbero interrotte dalle nuvole di Magellano. Quindi, tali oggetti verrebbero probabilmente espulsi dalle vicinanze della Via Lattea.

tl; dr - è una decisione piuttosto arbitraria :-)

Come già risposto, la definizione delle dimensioni di una galassia deve sempre essere in qualche misura arbitraria. In astronomia vengono utilizzate diverse definizioni, in base al contesto in cui viene utilizzato, ad esempio:

• $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}$

Sebbene queste definizioni diano dimensioni diverse, sono tutte dello stesso ordine di grandezza.