Onde termina a Via Láctea?

Eu estava lendo este artigo e ele diz o seguinte:

Pesquisadores mediram a massa da Via Láctea e descobriram que nossa galáxia é aproximadamente metade do peso de uma galáxia vizinha conhecida como Andrômeda, que possui uma estrutura semelhante à nossa.

Então, eu estava pensando: se considerarmos uma galáxia vizinha para nós, nossa galáxia deve ter um ponto final e a galáxia vizinha deve ter um ponto de partida. Então, como sabemos qual é o ponto inicial e final de uma galáxia e como calculamos isso?

Aqui está um esboço da Via Láctea e da galáxia de Andrômeda , ^* mostrando seus tamanhos aproximados e distância entre si em escala:

O que a figura (espero) ilustra é a incrivelmente vasta lacuna de espaço vazio - cerca de 2,5 milhões de anos-luz, para ser exato - entre as galáxias, cada uma das quais tem um diâmetro de apenas (!) Cerca de 100 mil anos-luz.

Embora ambas as galáxias tenham o formato de "redemoinhos nebulosos" de poeira e gás (e, aparentemente, matéria escura), sem uma borda externa nítida e definida com precisão, elas ainda são separadas sem ambiguidade. Embora possamos não ser capazes de apontar para uma linha específica no espaço e dizer que "a Via Láctea termina bem aqui", ainda está claro que a Via Láctea está aqui , enquanto a galáxia de Andrômeda está lá e há uma enorme lacuna. de praticamente absolutamente nada no meio.

(Claro, existem algumas coisas até no espaço intergalático , incluindo gás muito difuso, um pouco de poeira e até mesmo estrelas ocasionais perdidas . Ainda assim, comparadas às próprias galáxias - que, do ponto de vista humano, já estão bem cheias de espaço vazio - o meio intergaláctico pode ser bem descrito como vazio.)

_{*) As pequenas manchas na imagem ao redor de cada galáxia principal devem representar suas galáxias satélites menores, como as menores e maiores nuvens de Magalhães . Suas posições e distâncias relativas, infelizmente, provavelmente não são muito precisas.}

Atualização para maior clareza:

Para a parte visível de uma galáxia independente, todas as estrelas podem ser medidas para orbitar o núcleo da galáxia. Portanto, se você quiser medir a maior extensão nesse nível simplificado, seria muito fácil. O problema é que há muita massa que não é estrelas e que é matéria escura. Algumas delas estão tão longe, pode ser impossível calcular o que está orbitando.

Se você ler o artigo, verá que eles escolheram um limite além do qual o efeito da massa desprezível mais adiante não era relevante para esse cálculo.

Uma galáxia pode ser vista como uma esfera achatada, no que diz respeito à massa. As estrelas, pelo menos para galáxias espirais, tendem a estar em um plano, mas há massa orbitando o centro comum em todos os planos. Portanto, não há um ponto de partida, é apenas necessário decidir até que ponto queremos dizer que a galáxia se estende.

Para a Via Láctea e Andrômeda, foi tomada uma decisão que é a mesma para ambos (a decisão exata não parece ter sido publicada para este artigo, mas enquanto for consistente, as massas relativas estarão corretas)

Para galáxias que estão colidindo ou próximas umas das outras, é muito mais difícil - você calcula a que galáxia uma estrela pertence pela direção de seu movimento? As estrelas podem trocar de uma para outra. Na página da Via Láctea da Wikipedia:

Ao redor do disco galáctico está um Halo Galáctico esférico de estrelas e aglomerados globulares que se estende para fora, mas é limitado em tamanho pelas órbitas de dois satélites da Via Láctea, as Grandes e as Pequenas Nuvens de Magalhães, cuja aproximação mais próxima ao centro Galáctico é sobre 180.000 ly (55 kpc). [51] A essa distância ou além, as órbitas da maioria dos objetos de halo seriam interrompidas pelas nuvens de Magalhães. Portanto, esses objetos provavelmente seriam ejetados da vizinhança da Via Láctea.

tl; dr - é uma decisão bastante arbitrária :-)

Como já foi respondido, a definição do tamanho de uma galáxia deve sempre ser arbitrária. Na astronomia, várias definições são usadas, de acordo com o contexto em que são usadas, por exemplo:

• $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}$

Embora essas definições dêem tamanhos diferentes, elas são da mesma ordem de magnitude.