Ponekad je teško zamotati glavu. Iako se može osjećati nepomično, planeta Zemlja se zapravo kreće prosječnom brzinom od 29.78 km / s (107.200 km / h; 66600 mph). Pa ipak, naš planet nema ni na samom Suncu, koje putuje oko središta naše galaksije brzinom od 220 km / s (792.000 km / h; 492.000 mph).
Ali kao što je to često slučaj u našem Univerzumu, stvari postaju samo još jače što dalje izgledate. Prema novoj studiji međunarodnog tima astronoma, najmasovnije "super spiralne" galaksije u Svemiru okreću se dvostruko brže od Mliječnog puta. Uzrok su, tvrde, masivni oblaci (ili oreoli) Tamne Materije koji okružuju ove galaksije.
Studija koja se nedavno pojavila u Pisma astrofizičkog časopisa, proveli su astronomi sa Sveučilišnog instituta za svemirski teleskop (STSI), Sveučilište Cape Town, College of New Jersey, Tehnološko sveučilište Swinburne, Sveučilište Western Cape i Kalifornijski tehnološki institut.
Super spiralne galaksije relativno su novi fenomen astronomima, otkrivene su tek rezultatima podacima Sloan Digital Sky Survey (SDSS) i NASA / IPAC Extragalactic Database (NED). Do danas je poznato tek oko 100, ali ono što smo opazili od ovih nekoliko pokazuje da ovi objekti nisu ništa posebno.
Osim što su mnogo veće od Mliječnog puta, one su također sjajnije i sadrže daleko više zvijezda. Najveći promjer ima oko 450 000 svjetlosnih godina (u usporedbi s Mliječnim putem koji procjenjuje 100 000 svjetlosnih godina) i oko 20 puta je masivniji. A na temelju studije koju su vodili istraživači iz STSI-a, čini se da se rotiraju i mnogo brže.
Za potrebe svoje studije, tim se oslanjao na nove podatke prikupljene Južnoafričkim velikim teleskopom (SALT) za mjerenje krivulja rotacije za 23 poznate masivne spiralne galaksije. Dodatne podatke pružio je 5-metarski Hale teleskop u Opservatoriju Palomar, dok je NASA-ina misija istraživača širokog polja (WISE) pružala vitalne podatke o masi galaksija i stopama nastanka zvijezda.
Kako je za studiju rekao Tom Jarrett sa Sveučilišta u Cape Townu, Južna Afrika:
"Ovaj rad lijepo ilustrira snažnu sinergiju između optičkih i infracrvenih opažanja galaksija, otkrivajući zvjezdane pokrete pomoću SDSS i SALT spektroskopije i druga zvjezdana svojstva - osobito zvjezdanu masu ili 'okosnicu' galaktika domaćina - kroz WISE srednje infracrvene slike „.
Otkrili su da se ove galaksije vrte mnogo brže od Mliječnog puta, a najveće se vrti brzinom od 570 km / s (350 mps) - gotovo tri puta brže. Štoviše, tim je otkrio da je brzina rotacije super spirala znatno veća od mase njihovih sastavnih zvijezda, plina i prašine. To je u skladu s onim što su znanstvenici promatrali desetljećima, a što bi sugeriralo da je tamna tvar odgovorna.
„Super spirale su po mnogim mjerama ekstremne. Oni ruše rekorde u brzinama rotacije ", rekao je Patrick Ogle, istraživač sa STSI-om i vodeći autor studije. "Izgleda da je zaokret galaksije određen masom halo tamne materije ... Ovo je prvi put da smo pronašli spiralne galaksije koje su toliko velike koliko ikad mogu dobiti."
U osnovi, Ogle i njegovi kolege zaključili su da su super spirale okružene većim od prosječnih oreola tamne materije. U stvari, Ogle i njegov tim utvrdili su da je najmasovniji halo ekvivalentan oko 40 trilijuna solarnih masa. Astronomi obično očekuju da će naći toliko tamne materije oko grupe galaksija, a ne jedne.
Ova studija je još jedan dokaz protiv alternativnih teorija gravitacije koje pokušavaju isključiti prisutnost tamne materije. Popularni primjer poznat je kao Modified Newtonian Dynamics (MOND), koji predlaže da, kada je riječ o najmasovnijim strukturama u kozmosu (galaksijama i galaksijama), gravitacija je nešto jača nego što bi to predviđali Newton ili Einstein.
Međutim, MOND ne može objasniti promatrane brzine rotacije super spirala, što sugerira da nije potrebna ne-newtonska dinamika. Sljedeća spoznaja ovih opažanja bila je da super spirale sadrže mnogo manje zvijezda nego što bi se moglo očekivati, s obzirom na ogromne halogene tamne materije koje ih okružuju. To sugerira da obilje tamne materije može zapravo spriječiti stvaranje zvijezda u galaksijama.
Istraživački tim sugerira dvije mogućnosti zašto je to tako. S jedne strane, može se dogoditi da se svaki dodatni plin koji se uvuče u galaksiju zagrijava brzim okretanjem do točke da je hlađenje i nakupljanje (a samim tim i gravitacijski kolaps) manje vjerovatno. S druge strane, moguće je da je brzo zakretanje galaksije razarajuće na plinske oblake što im otežava sažimanje i kolaps.
Unatoč tome, super spirale koje su promatrane još uvijek mogu doživjeti stvaranje zvijezda - brzinom od oko 30 solarnih masa godišnje (ili 30 puta više od Mliječnog puta). Gledajući unaprijed, Ogle i njegov tim nadaju se daljnjim promatranjima u nadi da će saznati više o gibanju plina i zvijezda unutar diskova super spirale.
Ova i druga pitanja koja se odnose na super spirale vjerojatno će se baviti instrumentima nove generacije poput James Webb svemirskog teleskopa (JWST) i infracrvenog svemirskog teleskopa širokog polja (WFIRST). Jednom postavljeni, ovi će teleskopi moći proučavati više super spirala na još većim udaljenostima, što će, prema tome, biti u ranijoj fazi
