Іноді важко обмотати голову. Хоча це може відчувати себе нерухомим, планета Земля насправді рухається зі середньою швидкістю 29,78 км / с (107200 км / год; 66600 миль / год). І все-таки наша планета не має нічого на самому Сонці, яке об’їжджає центр нашої галактики зі швидкістю 220 км / с (792 000 км / год; 492 000 миль / год).
Але як це часто трапляється з нашим Всесвітом, все лише стає більш приголомшливим, чим далі ви дивитесь. Згідно з новим дослідженням міжнародної команди астрономів, найбільш масивні «суперспіральні» галактики у Всесвіті обертаються вдвічі швидше, ніж Чумацький Шлях. Причина, стверджують вони, - це масивні хмари (або ореоли) Темної матерії, які оточують ці галактики.
Дослідження, яке нещодавно з'явилося в Листи астрофізичного журналу, проводили астрономи з Наукового інституту космічного телескопа (STSI), Університету Кейптауна, Коледжу Нью-Джерсі, Технологічного університету Свінберна, Університету Західного Кейпу та Каліфорнійського технологічного інституту.
Суперспіральні галактики - відносно нове явище для астрономів, яке було виявлено лише в результаті даних, отриманих в результаті опитування цифрового неба Sloan (SDSS) та екстрагалактичної бази даних NASA / IPAC (NED). На сьогодні відомо лише близько 100, але те, що ми спостерігали з цих кількох, показує, що ці об’єкти не є винятковим.
Окрім того, що значно більший за Чумацький Шлях, вони також яскравіші та містять набагато більше зірок. Найбільший вимірює діаметр близько 450 000 світлових років (порівняно з Чумацьким Шляхом, який охоплює приблизно 100 000 світлових років) і приблизно в 20 разів більший. А на основі дослідження, яке проводили дослідники з ДПІУ, вони також, схоже, обертаються набагато швидше.
Для свого дослідження команда спиралася на нові дані, зібрані за допомогою Північноафриканського великого телескопа (SALT) для вимірювання кривих обертання 23 відомих масивних спіральних галактик. Додаткові дані були надані 5-метровим телескопом Хейла в обсерваторії Паломар, в той час як місія НАСА з інфрачервоним обстеженням широкого поля (WISE) надала важливі дані про масу галактик і темпи утворення зірок.
Як сказав Том Джаррет з університету Кейптаун, Південна Африка, про дослідження:
"Ця робота прекрасно ілюструє потужну синергію між оптичними та інфрачервоними спостереженнями галактик, виявляючи зоряні рухи за допомогою спектроскопії SDSS та SALT та інші зоряні властивості - зокрема, зоряну масу або" кістяк "галактик хазяїна - через WISE середнього інфрачервоного зображення. . "
Вони виявили, що ці галактики крутяться набагато швидше, ніж Чумацький Шлях, при цьому найбільший спінінг зі швидкістю до 570 км / с (350 м / с) - майже втричі швидше. Більше того, команда виявила, що швидкість обертання супер спіралей значно перевищує масу складових зірок, газу та пилу. Це відповідає тому, що вчені спостерігали десятиліттями, що дозволяє припустити, що темна матерія є відповідальною.
«Супер спіралі є надзвичайними багатьма заходами. Вони б'ють рекорди щодо швидкості обертання », - сказав Патрік Огл, дослідник STSI та провідний автор дослідження. "Здається, що спін галактики задається масою ореолу темної речовини ... Це перший раз, коли ми знайшли спіральні галактики, такі великі, як і коли-небудь."
По суті, Ogle та його колеги зробили висновок, що супер спіралі оточені більшими, ніж середні ореоли темної речовини. Насправді Огл та його команда визначили, що наймасовіший ореол еквівалентний приблизно 40 трильйонам сонячних мас. Зазвичай астрономи сподіваються знайти цю багато темної речовини навколо групи галактик, а не однієї.
Це дослідження є ще одним свідченням проти альтернативних теорій гравітації, які намагаються виключити наявність темної речовини. Популярний приклад відомий як Модифікована ньютонівська динаміка (MOND), який пропонує, якщо мова йде про найбільш масивні структури в космосі (галактики та кластери галактик), то гравітація трохи сильніша, ніж було б передбачено Ньютоном чи Ейнштейном.
Однак MOND не може враховувати спостережувані швидкості обертання супер спіралей, що говорить про відсутність неньютонівської динаміки. Іншим висновком цих спостережень було те, що супер спіралі містять набагато менше зірок, ніж можна було б очікувати, враховуючи масивні ореоли темної речовини, що їх оточують. Це говорить про те, що велика кількість темної речовини може насправді гальмувати утворення зірок у галактиках.
Дослідницька група пропонує дві можливості, чому це так. З одного боку, можливо, що будь-який додатковий газ, який потрапляє в галактику, нагрівається швидким обертанням до того, що охолодження і скупчення (а значить, гравітаційний колапс) є менш імовірним. З іншого боку, можливо, що швидкий спін галактики руйнує газові хмари, що ускладнює їх злиття та обвал.
Незважаючи на це, суперспіралі, які спостерігалися, все ще можуть зазнати утворення зірок - зі швидкістю близько 30 сонячних мас на рік (або в 30 разів більше, ніж Чумацький Шлях). Забігаючи наперед, Огл та його команда сподіваються провести подальші спостереження, сподіваючись дізнатися більше про рух газу та зірок у дисках супер спіралей.
Ці та інші питання щодо суперспіралей, ймовірно, будуть вирішені такими інструментами наступного покоління, як космічний телескоп Джеймса Вебба (JWST) та інфрачервоний космічний телескоп широкого поля (WFIRST). Після розгортання ці телескопи зможуть вивчати більше супер спіралей на ще більших відстанях, що відповідно буде на більш ранній фазі в
