Понякога е трудно да увиете главата си. Въпреки че може да се чувства неподвижен, планетата Земя всъщност се движи със средна скорост от 29,78 км / с (107 200 км / ч; 66600 мили / ч). И все пак нашата планета няма нищо на самото Слънце, което обикаля центъра на нашата галактика със скорост 220 км / с (792 000 км / ч; 492 000 мили / ч).
Но както често се случва с нашата Вселена, нещата стават все по-смайващи, колкото по-далеч изглеждате. Според ново проучване на международен екип от астрономи, най-масивните „супер спираловидни“ галактики във Вселената се въртят два пъти по-бързо от Млечния път. Причината, твърдят те, са масивните облаци (или ореоли) на Тъмната материя, които заобикалят тези галактики.
Проучването, което наскоро се появи в Писма за астрофизични списания, е проведено от астрономи от Научния институт за космически телескопи (STSI), от университета в Кейптаун, от колежа на Ню Джърси, от технологичния университет в Суинбърн, от Университета на Западния Кейп и от Калифорнийския технологичен институт.
Супер спиралните галактики са сравнително ново явление за астрономите, открити само в резултат на данни, получени от Sloan Digital Sky Survey (SDSS) и екстрагалактична база данни НАСА / IPAC (NED). Към днешна дата са известни само около 100, но това, което наблюдавахме от тези няколко показва, че тези обекти не са нищо друго освен изключителни.
Освен че са много по-големи от Млечния път, те също са по-ярки и съдържат много повече звезди. Най-големият е с диаметър около 450 000 светлинни години (в сравнение с Млечния път, който обхваща приблизително 100 000 светлинни години) и е около 20 пъти по-масов. И въз основа на проучването, ръководено от изследователите от STSI, те също изглежда да се въртят много по-бързо.
За целите на своето проучване екипът разчита на нови данни, събрани с Южноафриканския голям телескоп (SALT), за да измери кривите на въртене за 23 известни масивни спирални галактики. Допълнителни данни бяха предоставени от 5-метровия телескоп Хейл в обсерваторията Паломар, докато мисията на НАСА с широкополово инфрачервено проучване (WISE) предостави жизненоважни данни за масата и скоростта на образуване на звезди на галактиките.
Както каза за проучването Том Джарет от университета в Кейптаун, Южна Африка:
„Тази работа прекрасно илюстрира мощната синергия между оптични и инфрачервени наблюдения на галактики, разкривайки звездни движения със SDSS и SALT спектроскопия и други звездни свойства - по-специално звездната маса или„ гръбнакът “на хостващите галактики - чрез WISE средно-инфрачервени изображения . "
Това, което откриха, беше, че тези галактики се въртят много по-бързо от Млечния път, като най-големият въртене е със скорост до 570 км / с (350 mps) - почти три пъти по-бърза. Нещо повече, екипът откри, че скоростта на въртене на супер спирали значително надвишава масата на съставните им звезди, газ и прах. Това е в съответствие с това, което учените наблюдават в продължение на десетилетия, което подсказва, че тъмната материя е отговорна.
„Супер спиралите са крайни по много мерки. Те разбиват рекордите за скорости на въртене “, казва Патрик Огъл, изследовател със STSI и водещ автор на изследването. „Изглежда, че завъртането на галактика се определя от масата на ореола на тъмната й материя ... Това е първият път, когато открихме спирални галактики, които са толкова големи, колкото някога могат да се получат.“
По същество Ogle и неговите колеги заключиха, че супер спиралите са заобиколени от по-големи от средните ореоли на тъмната материя. Всъщност Огъл и неговият екип определиха, че най-масовият ореол е еквивалентен на около 40 трилиона слънчеви маси. Обикновено астрономите очакват да намерят тази много тъмна материя около група галактики, а не само една.
Това изследване е още едно доказателство срещу алтернативни теории за гравитацията, които се опитват да изключат наличието на тъмна материя. Популярен пример е известен като Модифицирана нютонова динамика (MOND), който предлага, когато става дума за най-масивните структури в Космоса (галактики и галактически клъстери), гравитацията е малко по-силна, отколкото би била предвидена от Нютон или Айнщайн.
Въпреки това, MOND не може да отчете наблюдаваните скорости на въртене на супер спирали, което предполага, че не е необходима неньютонова динамика. Друго извлечение от тези наблюдения беше, че супер спиралите съдържат много по-малко звезди, отколкото би се очаквало, предвид огромните ореоли от тъмна материя, които ги заобикалят. Това предполага, че изобилие от тъмна материя всъщност може да попречи на образуването на звезди в галактиките.
Изследователският екип предлага две възможности за това. От една страна, може да се окаже, че всеки допълнителен газ, който се изтегля в галактиката, се нагрява от бързото въртене до степен, че охлаждането и струпването (и следователно гравитационният срив) е по-малко вероятно. От друга страна е възможно бързото въртене на галактиката да нарушава газовите облаци, което затруднява тяхното срастване и срутване.
Въпреки това супер наблюдаваните спирали все още са в състояние да изпитат образуване на звезди - със скорост около 30 слънчеви маси годишно (или 30 пъти по-голяма от тази на Млечния път). Гледайки напред, Огъл и неговият екип се надяват да проведат допълнителни наблюдения с надеждата да научат повече за движението на газ и звезди в дисковете на супер спирали.
Тези и други въпроси, свързани със супер спиралите, вероятно ще бъдат адресирани от инструменти от следващо поколение като космическия телескоп James Webb (JWST) и инфрачервения космически телескоп с широко поле (WFIRST). Веднъж разгърнати, тези телескопи ще могат да изучават повече супер спирали на още по-големи разстояния, което съответно ще бъде на по-ранна фаза в
