Včasih je težko zaviti glavo. Čeprav se lahko počuti nepremično, se planet Zemlja dejansko giblje s povprečno hitrostjo 29,78 km / s (107,200 km / h; 66600 mph). In vendar naš planet nima samega Sonca, ki potuje okoli središča naše galaksije s hitrostjo 220 km / s (792.000 km / h; 492.000 mph).
A kot je to pogosto v našem vesolju, stvari postanejo bolj osupljive, kolikor dlje gledate. Po novi raziskavi mednarodne ekipe astronomov se najmočnejše "super spiralne" galaksije v vesolju vrtijo dvakrat hitreje kot Mlečna pot. Vzrok, trdijo, so ogromni oblaki (ali haloi) Temne materije, ki obkrožajo te galaksije.
Študija, ki se je nedavno pojavila v Pisma astrofizičnega časopisa, so izvedli astronomi z Inštituta za vesoljski teleskop (STSI), Univerze v Cape Townu, New Jerseyja, Univerze za tehnologijo Swinburne, Univerze v Zahodnem rtu in Kalifornijskega tehnološkega inštituta.
Super spiralne galaksije so razmeroma nov pojav za astronome, saj so jih odkrili le na podlagi podatkov, pridobljenih s Sloan Digital Sky Survey (SDSS) in NASA / IPAC Extragalactic Database (NED). Do zdaj je znanih le okoli 100, vendar to, kar smo opazili od teh nekaj, kaže, da ti predmeti niso nič izjemnega.
Poleg tega, da so veliko večje od Mlečne poti, so tudi svetlejše in vsebujejo veliko več zvezd. Največji meri v premeru približno 450.000 svetlobnih let (v primerjavi z Mlečno potjo, ki obsega približno 100.000 svetlobnih let) in je približno 20-krat večja. In na podlagi študije, ki so jo vodili raziskovalci iz STSI, se zdi, da se vrtijo tudi veliko hitreje.
Skupina se je zaradi študije opirala na nove podatke, zbrane z Južnoafriškim velikim teleskopom (SALT), da bi izmerila vrtilne krivulje za 23 znanih masivnih spiralnih galaksij. Dodatne podatke je prispeval 5-metrski teleskop Hale v observatoriju Palomar, medtem ko je Nasina misija raziskovalcev širokega polja (WISE) zagotovila vitalne podatke o masi galaksij in stopnjah nastanka zvezd.
Kot je za študijo povedal Tom Jarrett z univerze v Cape Townu v Južni Afriki:
"To delo lepo ponazarja močno sinergijo med optičnimi in infrardečimi opazovanji galaksij, razkrivajo zvezdne gibe s SDSS in SALT spektroskopijo in drugimi zvezdnimi lastnostmi - predvsem zvezdno maso ali" hrbtenico "gostiteljskih galaksij - s pomočjo WISE srednjega infrardečega slikanja . "
Ugotovili so, da se te galaksije vrtijo veliko hitreje kot Mlečna pot, največje vrtenje pa s hitrostjo do 570 km / s (350 mps) - skoraj trikrat hitreje. Še več, ekipa je ugotovila, da hitrost vrtenja super spirale močno presega maso njihovih sestavnih zvezd, plina in prahu. To je v skladu s tistimi, ki so jih znanstveniki opazovali desetletja, kar bi nakazovalo, da je odgovorna temna snov.
„Super spirale so številne ukrepe skrajne. Podirajo rekorde glede hitrosti vrtenja, "je dejal Patrick Ogle, raziskovalec STSI in vodilni avtor študije. "Kaže, da je vrtenje neke galaksije nastavljeno z maso njene halo temne snovi ... To smo prvič, da smo našli spiralne galaksije, ki so tako velike, kot jih lahko kadarkoli dobimo."
Ogle in njegovi sodelavci so v bistvu sklenili, da so super spirale obdane večji od povprečnih halosov temne snovi. Ogle in njegova ekipa so v resnici ugotovili, da je najbolj množičen halo enakovreden približno 40 trilijonom sončnih mas. Astronomi običajno pričakujejo, da bodo našli veliko temne snovi okoli skupine galaksij, ne pa ene same.
Ta študija je še en dokaz proti alternativnim teorijam gravitacije, ki poskušajo izključiti prisotnost temne snovi. Priljubljen primer je znan kot Modified Newtonian Dynamics (MOND), ki predlaga, da je gravitacija nekoliko močnejša, ko gre za najbolj masivne strukture v kozmosu (galaksije in galaksije), kot bi napovedovali Newton ali Einstein.
Vendar pa MOND ne more upoštevati opazovanih vrtilnih hitrosti super spirale, kar kaže na to, da ne-newtonska dinamika ni potrebna. Druga ugotovitev teh opazovanj je bila, da super spirale vsebujejo veliko manj zvezd, kot bi bilo pričakovati, glede na ogromne haloge temne snovi, ki jih obdajajo. To kaže, da obilo temne snovi dejansko lahko zavira nastajanje zvezd v galaksijah.
Raziskovalna skupina predlaga dve možnosti, zakaj je to tako. Po eni strani se lahko zgodi, da se kateri koli dodaten plin, ki se vleče v galaksijo, segreje s hitrim vrtenjem do te mere, da je ohlajanje in stiskanje (in s tem gravitacijski kolaps) manj verjetno. Po drugi strani pa je možno, da hitro vrtenje galaksije moti plinske oblake, kar jim otežuje strjevanje in propadanje.
Kljub temu so pri super spiralah, ki so jih opazili, še vedno mogoče doživeti nastanek zvezd - s hitrostjo približno 30 sončnih mas na leto (ali 30-krat večjo kot pri Mlečni poti). Če pogledamo naprej, Ogle in njegova ekipa upajo, da bodo izvedli nadaljnja opažanja v upanju, da bomo izvedeli več o gibanju plina in zvezd znotraj diskov super spirale.
Ta in druga vprašanja, povezana s super spiralami, bodo verjetno obravnavala instrumenti nove generacije, kot sta vesoljski teleskop James Webb (JWST) in infrardeči vesoljski teleskop širokega polja (WFIRST). Ko bodo ti teleskopi nameščeni, bodo lahko preučevali več super spirale na še večjih razdaljah, kar bo ustrezno v zgodnejši fazi
