Badanie Drogi Mlecznej z wnętrza Drogi Mlecznej jest jednak zadaniem trudnym. Gdy patrzymy na inne galaktyki oddalone od nas o miliony lat świetlnych, widzimy je w całości. Za pomocą teleskopów jesteśmy w stanie badać ich strukturę, wyróżniać jądro, ramiona spiralne, struktury powstałe wskutek bliskiego przelotu innej galaktyki i wiele innych cech jej budowy. Z Drogą Mleczną jest trudniej. Skoro znajdujemy się wewnątrz dysku wypełnionego miliardami gwiazd, to wokół siebie widzimy tylko nieskończony gąszcz gwiazd. Ustalenie ich trójwymiarowego rozłożenia w przestrzeni kosmicznej staje się poważnym wyzwaniem. To samo dotyczy masy całej galaktyki. Nawet znając masę Słońca i Układu Słonecznego, bazując na tych gwiazdach naszej galaktyki, które widzimy oraz na tym, jak one poruszają się w przestrzeni wokół centrum galaktyki, jest niezwykle trudne. Kiedy do tego równania dodamy jeszcze ciemną materię, której w ogóle nie jesteśmy w stanie dostrzec, a której wpływ na masę galaktyki jest ogromny, to zagadka staje się bardzo trudna do rozwiązania.
Mimo poważnych ograniczeń, których nie jesteśmy i nie będziemy w stanie pokonać (nigdy nie zobaczymy Drogi Mlecznej z zewnątrz), naukowcy i tak postanowili obliczyć właściwą masę naszej galaktyki.
Czytaj także: Droga Mleczna jest bardziej wyjątkowa, niż sądziliśmy. Chodzi o jej sąsiedztwo
Co do zasady, masę galaktyki można zmierzyć krzywą rotacji. Jeżeli zmierzymy prędkość gwiazdy w galaktyce i znamy odległość tej gwiazdy od centrum galaktyki, dowiemy się, jaka masa znajduje się wewnątrz orbity danej gwiazdy. Problem jednak w tym, że o ile działa to dość skutecznie w innych galaktykach, w naszej nie jest tak łatwo wybrać gwiazdę do takich pomiarów. Gdybyśmy chcieli poszukać gwiazdy znajdującej się z drugiej strony galaktyki od nas, to jej w ogóle nie znajdziemy, bo pomiędzy nami a nią znajdują się miliardy gwiazd oraz mnóstwo gazu i pyłu.
Z tego też powodu dotychczas naukowcy mierzyli masę naszej galaktyki, opierając się na badaniach ruchu obłoków wodoru emitującego promieniowanie na falach o długości 21 cm. Alternatywnie mierzono prędkość gromad kulistych krążących wokół Drogi Mlecznej. Wszystkie te pomiary wskazywały, że nasza galaktyka ma masę około biliona mas Słońca.
W ramach najnowszego projektu badawczego naukowcy wykorzystali najnowsze dane z satelity Gaia mierzącego położenie, odległość i ruch ponad 1,5 miliarda gwiazd w Drodze Mlecznej. Choć to zaledwie 1 proc. gwiazd w galaktyce, to według autorów opracowania jest to wystarczająca liczba, aby precyzyjnie obliczyć krzywą rotacji.
Czytaj także: Droga Mleczna nie wygląda tak, jak ci się wydaje. Mocno się pomyliliśmy
Wynik obliczeń był jednak dla badaczy sporym zaskoczeniem. Okazało się bowiem, że dane wskazują, że masa naszej galaktyki to “zaledwie” 200 miliardów mas Słońca, czyli tylko 20 proc. poprzednich szacunków. Jeżeli uwzględnimy wszystkie niepewności, to maksymalna możliwa masa Drogi Mlecznej to 540 miliardów mas Słońca, wciąż o połowę mniej niż podejrzewano. Zważając na to, że znamy mniej więcej ilość normalnej materii w naszej galaktyce, trzeba uznać, że ciemnej materii jest tu znacznie mniej, niż się spodziewano.