חומר אפל ועקומות סיבוב.

הכוכבים והגז מתרכזים במרכז הגלקסיה, וענן מימן מסומן מקיף אותה הרבה מעבר לקצה האור. מה יראו המדידות של מהירויות הסיבוב, ככל שמתרחקים מהמרכז?

עם כוכבים וגז בלבד, 65 מיליארד מסות שמש לפי אור הכוכבים, המסה יכולה להחזיק את ענן המימן הרחוק על מעגל רק במהירות של כ־124 km/s. הענן נמדד נע בכ־218 km/s. בהנחה שהמסה הנוספת מתפזרת כמו הקיימת, פי כמה צריכה המסה בתוך המסלול לגדול?

ענן המימן הרחוק נמצא $20$⁠ קילופרסק מהמרכז, $6.17 \times 10^{20}\ \mathrm{m}$⁠, ונע ב־218 km/s. בעזרת $M = \dfrac{v^2 r}{G}$$M =$$\dfrac{v^2 r}{G}$⁠, מה המסה בתוך המסלול שלו, בקילוגרמים? $G = 6.67 \times 10^{-11}\ \mathrm{N \cdot m^2/kg^2}$$G =$$6.67 \times 10^{-11}\ \mathrm{N \cdot m^2/kg^2}$⁠.

כוכבים וגז נעולים על 65 מיליארד מסות שמש, לפי אור הכוכבים, והמסלולים המקווקווים של הגופים המסומנים בורחים החוצה. שנו את חומר אפל בהילה עד שכל המסלולים ייסגרו למעגלים שהגופים באמת נעים עליהם, ולחצו על בדיקה.

בלי חומר אפל, כוכבים וגז על 195 מיליארד מסות שמש, פי שלושה: הענן הרחוק סוף סוף מוחזק, אבל הכוכבים הפנימיים צוללים לעבר המרכז. למה עוד כוכבים וגז לא מסדרים את כל המסלולים?