Néha nehéz a fejét körültekerni. Bár a Föld bolygó helyhez kötöttnek érzi magát, valójában 29,78 km / s (107 200 km / h; 66600 mph) sebességgel mozog. És mégis, bolygónknak nincs semmi magán a Napon, amely galaxisunk központja körül 220 km / s sebességgel (792 000 km / h; 492 000 mph) halad.
De amint ez gyakran fordul elő az univerzumunkban, a dolgok csak annál megdöbbentőek, minél távolabb néznek ki. A csillagászok egy nemzetközi csapata által készített új tanulmány szerint az univerzum legtömegebb „szuper spirális” galaxisai kétszer olyan gyorsan forognak, mint a Tejút. Véleményük szerint a Sötét Anyag hatalmas felhői (vagy halosai), amelyek ezeket a galaxisokat veszik körül.
A közelmúltban a Asztrofizikai folyóiratok, az Űrtávcsövek Tudományos Intézetének (STSI), a Fokvárosi Egyetem, a New Jersey Főiskola, a Swinburne Műszaki Egyetem, a Nyugati-foki Egyetem és a Kaliforniai Technológiai Intézet csillagászai végezték.
A szuper spirális galaxisok viszonylag új jelenség a csillagászok számára, ezeket csak a Sloan Digital Sky Survey (SDSS) és a NASA / IPAC Extragalactic Database (NED) eredményeként fedezték fel. A mai napig csak körülbelül 100 ismert, de az, amit ezekből a néhányból megfigyeltünk, azt mutatja, hogy ezek a tárgyak nem kevés kivételt képeznek.
Amellett, hogy sokkal nagyobb, mint a Tejút, ők világosabbak és sokkal több csillagot tartalmaznak. A legnagyobb átmérője körülbelül 450 000 fényév (a Tejúthoz képest, amely körülbelül 100 000 fényév átmérőjű), és körülbelül 20-szor akkora. És az STSI kutatói által vezetett tanulmány alapján úgy tűnik, hogy ők is sokkal gyorsabban forognak.
Vizsgálataik érdekében a csoport új adatokra támaszkodott, amelyeket a Dél-afrikai Nagyteleszkóppal (SALT) gyűjtöttek, hogy megmérjék 23 ismert hatalmas spirális galaxis forgási görbéit. További adatokat szolgáltatott a Palomar Obszervatóriumban található 5 méteres Hale távcső, míg a NASA széles terepi infravörös felmérő (WISE) missziója alapvető adatokat szolgáltatott a galaxisok tömegéről és a csillagképződés sebességéről.
Amint azt Tom Jarrett a dél-afrikai finnországi Fokvárosi Egyetemről mondta a tanulmányról:
„Ez a munka szépen szemlélteti a galaxisok optikai és infravörös megfigyelései közötti szinergiát, felfedve a csillagmozgásokat SDSS és SALT spektroszkópiával, és más csillagjellemzőket - nevezetesen a gazdagépex galaxisok csillagtömegét vagy„ gerincét ”- a WISE közép-infravörös képalkotással .”
Azt találták, hogy ezek a galaxisok sokkal gyorsabban forognak, mint a Tejút, a legnagyobb forgási sebességük akár 570 km / s (350 mps) - csaknem háromszor gyorsabb. Sőt, a csapat megállapította, hogy a szuper spirál forgási sebessége jelentősen meghaladta alkotó csillagok, gáz és por tömegét. Ez összhangban áll azzal, amit a tudósok évtizedek óta megfigyeltek, ami arra utal, hogy a sötét anyag felelős.
„A szuper spirálok sok szempontból extrémek. Meghibásodnak a fordulatszám-rekordokról ”- mondta Patrick Ogle, az STSI kutatója és a tanulmány vezető szerzője. "Úgy tűnik, hogy egy galaxis centrifugálását a sötét anyag halogónusának tömege határozza meg. Ez az első alkalom, amikor olyan spirális galaxisokat találtunk, amelyek olyan nagyok, mint amennyire valaha is kaphatnak."
Lényegében Ogle és munkatársai arra a következtetésre jutottak, hogy a szuper spirálokat az átlagnál nagyobb sötét anyag halók veszik körül. Valójában Ogle és csapata úgy döntött, hogy a legtömegebb halo körülbelül 40 trillió napenergiával egyenértékű. A csillagászok általában azt várják, hogy ezt a sok sötét anyagot galaxisok egy csoportja körül fogják találni, nem pedig egyetlen.
Ez a tanulmány újabb bizonyíték a gravitáció alternatív elméleteivel szemben, amelyek megkísérelik kizárni a sötét anyag jelenlétét. Egy népszerű példa Modified Newtonian Dynamics (MOND) néven ismert, amely szerint a kozmosz legtömegesebb struktúrái (galaxisok és galaxiscsoportok) a gravitáció valamivel erősebb, mint amit Newton vagy Einstein megjósolhatna.
A MOND azonban nem tudja figyelembe venni a szuper spirálok megfigyelt fordulatszámát, ami azt sugallja, hogy nincs szükség nem Newtoni dinamikára. Ezen megfigyelések másik elvetése az volt, hogy a szuper spirálok sokkal kevesebb csillagot tartalmaznak, mint amire számíthatnánk, ha figyelembe vesszük az őket körülvevő hatalmas sötét anyag haloszokat. Ez arra utal, hogy a sötét anyag bősége valójában gátolhatja a csillagképződést a galaxisokban.
A kutatócsoport két lehetőséget javasol ennek okára. Egyrészt előfordulhat, hogy a galaxisba behúzott további gázokat a gyors forgással felmelegítik, és így a hűtés és összepattanás (és ezáltal a gravitációs összeomlás) kevésbé valószínű. Másrészt lehetséges, hogy a galaxis gyors centrifugálása zavarja a gázfelhőket, ami megnehezíti számukra az összeillesztést és az összeomlást.
Ennek ellenére a megfigyelt szuper spirálok még mindig képesek megtapasztalni csillagképződést - évente körülbelül 30 napelemes tömeggel (vagy a Tejút 30-szorosával). Ami a jövőt illeti, Ogle és csapata további megfigyeléseket remél annak érdekében, hogy többet megtudjon a gáz és a csillagok mozgásáról a szuper spirál lemezein belül.
Ezeket és más, a szuper spirálokkal kapcsolatos kérdéseket valószínűleg a következő generációs eszközökkel kell megválaszolni, mint például a James Webb Űrtávcső (JWST) és a Wide-Wide Infrared Space Telescope (WFIRST). A telepítés után ezek a távcsövek még nagyobb távolságra is képesek lesznek szuper spirálok tanulmányozására, ami ennek megfelelően egy korábbi szakaszban lesz.
