Fulltext

Determination of the Rotation Curve of the Milky Way Using the 21 cm Hi Emission Line

حساب منحني الدوران لمجرة درب التبانة باستخدام خط انبعاث الهيدروجين المتعادل ذي الطول الموجي 21 سم

H. S. Mahdi حارث سعد مهدي --- D. S. Mohsin ضلال شاذل محسن

Iraqi Journal of Science المجلة العراقية للعلوم
ISSN: 00672904/23121637 Year: 2017 Volume: 58 Issue: 2C Pages: 1169-1176
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Abstract

In this paper, the rotation curve of the Milky Way galaxy has been determined using the observed HI emission line at a wavelength of 21 cm. Particularly, the Tangent Point Method was used in order to measure the rotational velocity and the distance to the center of the Milky Way. The measured rotation curve showed that the rotational velocity remains approximately constant at large distances from the center of the Galaxy. This is actually an evidence for the existence of dark matter in the halo of the Milky Way. If all the matter in the Milky Way is visible, then the behavior of the rotation curve of the galaxy should experience a Keplerian decline. The mass of the Milky Way within a radius of 15 kpc was also estimated to be ~ 1.65 × 1011 M⊙ which represents the mass of luminous matter in the Galaxy. However, if one assumes that the dark matter halo extends to 50 kpc, then the mass of the Galaxy should be ~ 5.615 × 1011 M⊙. The results indicate that the mass of dark matter in the Milky way within a radius of 50 kpc is ~ 3.96 × 1011 M⊙.

في هذا البحث تم حساب منحني الدوران لمجرة درب التبانة باستخدام خط انبعاث الهيدروجين المتعادل ذي الطول الموجي 21 سم. وعلى وجه التحديد، تم استخدام طريقة النقطة المماسية لحساب السرعة الدورانية والمسافة لمركز مجرة درب التبانة. المنحني المحسوب اثبت بأن السرعة الدورانية تبقى تقريباً ثابتة لمسافات بعيدة من مركز المجرة. وهذا دليل على وجود المادة المعتمة في الهالة المجرية لمجرة درب التبانة. حيث لو ان كل المادة في مجرة درب التبانة هي مضيئة فأن سلوك منحني الدوران يجب ان يعاني نقصان في السرعة الدورانية والذي عادة ما يدعى نقصان كبلر. كذلك تم اجراء حسابات تقريبية لكتلة مجرة درب التبانة ضمن مدار نصف قطره 15 فرسخ فلكي ووجدت بانها تساوي تقريباً ⊙1.65 × 1011 M وهي تمثل كتلة المادة المضيئة في المجرة. اذا افترضنا بأن الهالة المجرية تمتد لمسافة 50 فرسخ فلكي فأن كتلة المجرة تساوي ⊙5.615 × 1011 M. اوضحت النتائج بأن كتلة المادة المعتمة في مجرتنا ضمن مدار نصف قطره 50 فرسخ فلكي هي بحدود ⊙3.96 × 1011 M .