Det er en vanskelig ting å pakke hodet rundt noen ganger. Selv om det kan føles stasjonært, beveger planeten jorden seg faktisk med en gjennomsnittlig hastighet på 29,78 km / s (107.200 km / t; 66600 mph). Og likevel har planeten vår ingenting på selve sola, som reiser rundt sentrum av galaksen med en hastighet på 220 km / s (792.000 km / t; 492.000 km / t).
Men som det er så ofte med universet vårt, ting blir bare svimlende jo lenger du ser. I følge en ny studie fra et internasjonalt team av astronomer, roterer de mest massive "super spiral" -galakser i universet dobbelt så raskt som Melkeveien. Årsaken, hevder de, er de massive skyene (eller glorieene) av Dark Matter som omgir disse galaksene.
Studien, som nylig dukket opp i Astrofysiske journalbokstaverble ledet av astronomer fra Space Telescope Science Institute (STSI), University of Cape Town, College of New Jersey, Swinburne University of Technology, University of Western Cape og California Institute of Technology.
Super spiral galakser er et relativt nytt fenomen for astronomer, og har bare blitt oppdaget som et resultat av data innhentet av Sloan Digital Sky Survey (SDSS) og NASA / IPAC Extragalactic Database (NED). Det er foreløpig bare rundt 100 kjent, men det vi har observert fra disse få, viser at disse objektene er intet mindre enn eksepsjonell.
I tillegg til å være mye større enn Melkeveien, er de også lysere og inneholder langt flere stjerner. Den største måler omtrent 450 000 lysår i diameter (sammenlignet med Melkeveien, som spenner over anslagsvis 100 000 lysår) og er omtrent 20 ganger så massiv. Og basert på at studien ble ledet av forskerne fra STSI, ser de ut til å rotere mye raskere.
For studiens skyld stolte teamet på nye data samlet med det sørafrikanske store teleskopet (SALT) for å måle rotasjonskurvene for 23 kjente massive spiralgalakser. Ytterligere data ble levert av det 5 meter høye teleskopet ved Palomar Observatory mens NASAs Wide-felt Infrared Survey Explorer (WISE) oppdrag ga viktige data om galaksenes masser og hastigheter på stjernedannelse.
Som Tom Jarrett fra University of Cape Town, Sør-Afrika, sa om studien:
“Dette arbeidet illustrerer vakkert den kraftige synergien mellom optiske og infrarøde observasjoner av galakser, og avslører stjernebevegelser med SDSS og SALT-spektroskopi, og andre stellaregenskaper - spesielt stjernemassen eller 'ryggraden' til vertsgalaksen - gjennom WISE midtinfrarød avbildning .”
Det de fant var at disse galaksene snurrer mye raskere enn Melkeveien, med den største snurringen med en hastighet på opptil 570 km / s (350 mps) - nesten tre ganger så raskt. Dessuten fant teamet at superspiralens rotasjonshastighet i stor grad overskred massen til deres konstituerende stjerner, gass og støv. Dette er i tråd med hva forskere har observert i flere tiår, noe som antyder at mørk materie er ansvarlig.
“Super spiraler er ekstreme av mange tiltak. De bryter postene for rotasjonshastigheter, ”sa Patrick Ogle, forsker med STSI og hovedforfatter på studien. "Det ser ut til at snurren til en galakse er satt av massen av dens mørke materie-glorie ... Dette er første gang vi har funnet spiralgalakser som er så store som de noen gang kan få."
I hovedsak konkluderte Ogle og kollegene med at superspiraler er omgitt av større enn gjennomsnittlig mørkstoff-glorie. Faktisk bestemte Ogle og teamet hans at den mest massive glorie tilsvarte rundt 40 billioner solmasser. Astronomer forventer vanligvis å finne denne mye mørke saken rundt en gruppe galakser, snarere enn en eneste.
Denne studien er et annet bevis overfor alternative teorier om tyngdekraft som forsøker å utelukke tilstedeværelsen av mørk materie. Et populært eksempel er kjent som Modified Newtonian Dynamics (MOND), som foreslår at når det kommer til de mest massive strukturene i kosmos (galakser og galakse klynger), er tyngdekraften litt sterkere enn det som ville forutsagt av Newton eller Einstein.
MOND kan imidlertid ikke redegjøre for observerte rotasjonshastigheter for superspiraler, noe som antyder at det ikke er nødvendig med ikke-Newtonsk dynamikk. En annen takeaway fra disse observasjonene var at superspiraler inneholder langt færre stjerner enn man kunne forvente, gitt de enorme mørke materie-glorieene som omgir dem. Dette antyder at en overflod av mørk materie faktisk kan hemme stjernedannelse i galakser.
Forskerteamet foreslår to muligheter for hvorfor dette er. På den ene siden kan det være at all tilleggsgass som dras inn i galaksen varmes opp ved den raske rotasjonen til det punktet at avkjøling og klumping (og dermed gravitasjonskollaps) er mindre sannsynlig. På den annen side er det mulig at den raske spinningen til galaksen er forstyrrende for gassskyer, noe som gjør det vanskeligere for dem å samles og kollapse.
Til tross for det, er superspiralene som er blitt observert fremdeles i stand til å oppleve stjernedannelse - med en hastighet på omtrent 30 solmasser i året (eller 30 ganger Melkeveien). Når vi ser fremover, håper Ogle og teamet å gjennomføre ytterligere observasjoner i håp om å lære mer om bevegelsen til gass og stjerner på diskene til superspiraler.
Disse og andre spørsmål knyttet til superspiraler vil sannsynligvis bli adressert av neste generasjons instrumenter som James Webb Space Telescope (JWST) og Wide-Field Infrared Space Telescope (WFIRST). Når de er utplassert, vil disse teleskopene kunne studere flere superspiraler på enda større avstander, som tilsvarende vil være i en tidligere fase i
