¿Cuál es el radio (general) de media masa de la Vía Láctea?

El radio de media masa de la Vía Láctea (incluida la materia oscura) es probablemente superior a 70 kpc y puede llegar a 150 kpc. Esto es mucho más grande que el radio que incluye la mitad de la masa estelar o la mitad de la luminosidad (ambos, unos pocos kpc). es decir, la distribución de masa de la Vía Láctea está totalmente dominada por materia oscura más allá de unos 10 kpc.

Un artículo reciente de Eadie & Juric (2019) le brinda casi exactamente lo que desea: un perfil de masa versus radio acumulado para la Vía Láctea, derivado de la cinemática de los cúmulos globulares.

A continuación se muestra el resultado principal, derivado de dos conjuntos de datos diferentes (ver el artículo para más detalles). La escala de grises marca regiones creíbles del 50 %, 75 % y 95 % de su análisis bayesiano.

Pero para usar este gráfico para responder a su pregunta, es necesario definir la masa total de la Vía Láctea. Desafortunadamente, esto no es algo sencillo de definir y la masa total de la Vía Láctea es bastante incierta. Eadie & Juric citan una masa dentro de 200 kpc como$(0.62-0.81)\times 10^{12}M_\odot$(límites creíbles del 50 %), pero esto no es necesariamente la masa total. Posti y Helmi (2019) encuentran que la masa en un radio virial de 287 kpc es$1.3 \pm 0.3 \times 10^{12}M_\odot$. Si se usa esa cifra para la masa total, puede ver en las gráficas anteriores que la mitad de esta masa está contenida dentro de aproximadamente 150 kpc, pero esto fácilmente podría tener una incertidumbre de 50 kpc.

A modo de contraste, también encontré un documento anterior, presumiblemente basado en datos algo inferiores, que hace más o menos lo mismo. Taylor et al. (2016) proporcionan las siguientes gráficas de perfil de masa acumulativa (nuevamente, el panel izquierdo y derecho corresponden a diferentes conjuntos de datos de restricción, consulte el documento para obtener más detalles). A simple vista diría que ambas parcelas tienen un radio de media masa de unos 70 kpc y ciertamente más pequeño que el$\sim 150$kpc sugerido por los últimos estudios.

Hay una contribución de Yoshiaki Sofue (que en realidad es una versión HTML de arXiv: 1608.08350 ) que parece contener lo que busca en la sección Cálculo directo de la masa de la Vía Láctea (4.1.3) con un gráfico detallado de la densidad de masa superficial (SMD) que muestra que su pregunta no se responde fácilmente ya que el radio de media masa depende del modelo (de la Vía Láctea) utilizado:

Como se describe en la leyenda recortada, la curva esencial es la superior y la respuesta sería el promedio de esa curva.

También me gustó la Tabla 6 del mismo documento que enumera los números de (los radios exteriores de) diferentes partes de la Vía Láctea, como el núcleo masivo, el núcleo principal, el disco.