Uneori este un lucru dificil să îți înfățișezi capul. Deși s-ar putea simți staționar, planeta Pământ se deplasează de fapt cu o viteză medie de 29,78 km / s (107.200 km / h; 66600 mph). Și totuși, planeta noastră nu are nimic pe Soare în sine, care călătorește în jurul centrului galaxiei noastre cu o viteză de 220 km / s (792.000 km / h; 492.000 mph).
Dar, așa cum se întâmplă de multe ori cu Universul nostru, lucrurile devin mai uluitoare cu cât arăți mai departe. Potrivit unui nou studiu realizat de o echipă internațională de astronomi, cele mai masive galaxii „super spirală” din Univers se rotesc de două ori mai repede decât Calea Lactee. Cauza, susțin ei, este norii masivi (sau halos) ai materiei întunecate care înconjoară aceste galaxii.
Studiul, care a apărut recent în Scrisori de jurnal astrofizic, a fost realizat de astronomi de la Space Telescope Science Institute (STSI), Universitatea din Cape Town, Colegiul New Jersey, Universitatea de Tehnologie Swinburne, Universitatea din Western Cape și California Institute of Technology.
Galaxiile super-spirală sunt un fenomen relativ nou pentru astronomi, fiind descoperite doar ca urmare a datelor obținute de Sloan Digital Sky Survey (SDSS) și NASA / IPAC Extragalactic Database (NED). Până acum sunt cunoscute doar aproximativ 100, dar ceea ce am observat din aceste câteva demonstrează că aceste obiecte nu sunt excepționale.
Pe lângă faptul că sunt mult mai mari decât Calea Lactee, sunt, de asemenea, mai strălucitoare și conțin mult mai multe stele. Cea mai mare măsoară aproximativ 450.000 de ani-lumină în diametru (comparativ cu Calea Lactee, care se întinde pe aproximativ 100.000 de ani-lumină) și este de aproximativ 20 de ori mai masivă. Și pe baza studiului a fost condus de cercetătorii de la STSI, par să se rotească mult mai repede.
De dragul studiului lor, echipa s-a bazat pe noi date culese cu telescopul sud-african de mari dimensiuni (SALT) pentru a măsura curbele de rotație pentru 23 de galaxii spirale masive cunoscute. Date suplimentare au fost furnizate de telescopul Hale de 5 metri de la Palomar Observatory, în timp ce misiunea NASA Wide Field Infrared Survey Explorer (WISE) a furnizat date vitale despre masele galaxiilor și ratele de formare a stelelor.
După cum a spus Tom Jarrett, de la Universitatea Cape Town, Africa de Sud, despre studiu:
„Această lucrare ilustrează frumos sinergia dintre observațiile optice și cele infraroșii ale galaxiilor, dezvăluind mișcări stelare cu spectroscopie SDSS și SALT și alte proprietăți stelare - în special masa stelară sau„ coloana vertebrală ”a galaxiilor gazdă - prin intermediul imaginii WISE cu infraroșu mediu .“
Ceea ce au descoperit a fost că aceste galaxii se învârt mult mai rapid decât Calea Lactee, cu cea mai mare învârtire cu o viteză de până la 570 km / s (350 mps) - de aproape trei ori mai rapid. Ba mai mult, echipa a descoperit că viteza de rotație a super-spiralelor a depășit cu mult masa stelelor lor constitutive, a gazului și a prafului. Acest lucru este în conformitate cu ceea ce oamenii de știință au observat de zeci de ani, ceea ce ar sugera că materia întunecată este responsabilă.
„Super spiralele sunt extreme prin multe măsuri. Ele înregistrează recordurile pentru viteze de rotație ”, a declarat Patrick Ogle, un cercetător cu STSI și autorul principal al studiului. „Se pare că spinul unei galaxii este stabilit de masa halo-ului de materie întunecată ... Aceasta este prima dată când găsim galaxii în spirală, la fel de mari pe care le pot obține vreodată.”
În esență, Ogle și colegii săi au ajuns la concluzia că super spiralele sunt înconjurate de halos de materie întunecată mai mare decât media. De fapt, Ogle și echipa sa au stabilit că cel mai masiv halo echivalează cu aproximativ 40 de trilioane de mase solare. Astronomii, de obicei, se așteaptă să găsească această materie mult mai întunecată în jurul unui grup de galaxii, mai degrabă decât una singură.
Acest studiu este o altă dovadă împotriva teoriilor alternative ale gravitației care încearcă să excludă prezența materiei întunecate. Un exemplu popular este cunoscut sub numele de Modified Newtonian Dynamics (MOND), care propune că atunci când vine vorba de cele mai masive structuri din cosmos (galaxii și grupuri de galaxii) gravitația este puțin mai puternică decât ar fi prezis de Newton sau Einstein.
Cu toate acestea, MOND nu poate ține cont de viteza de rotație observată a super-spiralelor, ceea ce sugerează că nu este necesară o dinamică non-newtoniană. O altă acceptare din aceste observații a fost că super-spiralele conțin mult mai puține stele decât s-ar fi așteptat, având în vedere halosul masiv de materie întunecată care le înconjoară. Acest lucru sugerează că o abundență de materie întunecată poate inhiba de fapt formarea stelelor în galaxii.
Echipa de cercetare sugerează două posibilități pentru care este acesta. Pe de o parte, s-ar putea ca orice gaz suplimentar care se trage în galaxie să fie încălzit prin rotirea rapidă până la punctul de răcire și aglomerare (și, prin urmare, colaps gravitațional) este mai puțin probabil. Pe de altă parte, este posibil ca rotirea rapidă a galaxiei să fie perturbatoare pentru norii de gaz, ceea ce le face mai greu să se coaleze și să se prăbușească.
În ciuda acestui fapt, super-spiralele observate încă pot experimenta formarea stelelor - cu o viteză de aproximativ 30 de mase solare pe an (sau de 30 de ori mai mare decât cea a Căii Lactee). Privind în viitor, Ogle și echipa sa speră să conducă alte observații în speranța de a afla mai multe despre mișcarea gazelor și a stelelor pe discurile super-spiralelor.
Aceste și alte întrebări referitoare la super-spiralele sunt susceptibile de a fi abordate de instrumente de nouă generație, cum ar fi James Webb Space Telescope (JWST) și Telescopul spațial infraroșu Wide-Field (WFIRST). Odată implementate, aceste telescoape vor putea studia mai multe spirale super la distanțe și mai mari, care, în mod corespunzător, vor fi într-o fază anterioară în
