Je niekedy ťažké obtočiť si hlavu. Aj keď sa môže zdať nehybná, planéta Zem sa skutočne pohybuje priemernou rýchlosťou 29,78 km / s (107 200 km / h; 66 600 mph). A predsa naša planéta na Slnku nemá nič, čo sa pohybuje okolo stredu našej galaxie rýchlosťou 220 km / s (792 000 km / h; 492 000 mph).
Ale ako je to v prípade nášho vesmíru tak často, veci sa ohromujú, len ak sa pozriete ďalej. Podľa novej štúdie medzinárodného tímu astronómov sa najmohutnejšie „super špirálové“ galaxie vo vesmíre otáčajú dvakrát rýchlejšie ako Mliečna dráha. Príčinou sú obrovské mraky (alebo halóny) Temnej hmoty, ktoré obklopujú tieto galaxie.
Štúdia, ktorá sa nedávno objavila v USA Astrofyzikálny časopis, vykonali astronómovia z inštitútu Space Telescope Science Institute (STSI), University of Cape Town, College of New Jersey, Swinburne University of Technology, University of Western Cape a Kalifornského technologického inštitútu.
Super špirálne galaxie sú pre astronómov relatívne novým fenoménom, ktorý sa objavil iba na základe údajov získaných Sloan Digital Sky Survey (SDSS) a Extragalaktickou databázou NASA / IPAC (NED). Doteraz je známych iba asi 100, ale to, čo sme z týchto mála pozorovali, ukazuje, že tieto objekty nie sú ničím výnimočným.
Okrem toho, že sú oveľa väčšie ako Mliečná dráha, sú tiež jasnejšie a obsahujú oveľa viac hviezd. Najväčšie opatrenia majú priemer asi 450 000 svetelných rokov (v porovnaní s Mliečnou cestou, ktorá sa odhaduje na 100 000 svetelných rokov) a je približne 20-krát väčšia. Na základe štúdie, ktorú viedli vedci zo STSI, sa tiež zdá, že rotujú oveľa rýchlejšie.
Kvôli štúdiu sa tím spoliehal na nové údaje zozbierané s Juhoafrickým veľkým teleskopom (SALT) na meranie kriviek otáčania 23 známych veľkých špirálovitých galaxií. Ďalšie údaje poskytol 5-metrový ďalekohľad Hale na Palomarskom observatóriu, zatiaľ čo misia WISE (Wide-Field Infrared Survey Explorer, WISE) spoločnosti NASA poskytla životne dôležité údaje o hmotnosti a rýchlosti formovania hviezd.
Ako uviedol Tom Jarrett z University of Cape Town v Južnej Afrike:
„Táto práca krásne ilustruje silnú synergiu medzi optickými a infračervenými pozorovaniami galaxií, odhaľujú hviezdne pohyby pomocou spektroskopie SDSS a SALT a ďalšie hviezdne vlastnosti - najmä hviezdnu masu alebo„ chrbticu “hostiteľských galaxií - pomocou stredného infračerveného zobrazovania WISE. . "
Zistili, že tieto galaxie sa točia oveľa rýchlejšie ako Mliečna dráha, s najväčším otáčaním rýchlosťou až 570 km / s (350 mps) - takmer trikrát rýchlejšie. Tím navyše zistil, že super špirálna rýchlosť rotácie výrazne presiahla hmotnosť ich hviezd, plynu, prachu a prachu. To je v súlade s tým, čo vedci pozorovali po celé desaťročia, čo by naznačovalo, že je zodpovedná temná hmota.
„Super špirály sú mnohými opatreniami extrémne. Prelomili rekordné rýchlosti rotácie, “uviedol Patrick Ogle, vedecký pracovník STSI a hlavný autor štúdie. "Zdá sa, že rotácia galaxie je daná hmotnosťou jej temnej hmoty halo ... Toto je prvýkrát, čo sme našli špirálové galaxie, ktoré sú také veľké, aké kedy dokážu získať."
Ogle a jeho kolegovia v podstate dospeli k záveru, že super špirály sú obklopené halosmi s väčšou ako priemernou temnou hmotou. V skutočnosti Ogle a jeho tím určili, že najmasívnejší halo bolo ekvivalentné asi 40 biliónom slnečných hmôt. Astronómovia zvyčajne očakávajú, že nájdu toľko temnej hmoty skôr ako v jednej galaxii.
Táto štúdia je ďalším dôkazom proti alternatívnym teóriám gravitácie, ktoré sa snažia vylúčiť prítomnosť temnej hmoty. Populárny príklad je známy ako Modified Newtonian Dynamics (MOND), ktorý navrhuje, že pokiaľ ide o najmasívnejšie štruktúry vo vesmíre (galaxie a zhluky galaxií), gravitácia je o niečo silnejšia, ako by predpovedali Newton alebo Einstein.
MOND však nemôže zodpovedať za pozorované rýchlosti rotácie super špirál, čo naznačuje, že nie je potrebná žiadna newtonovská dynamika. Ďalším krokom z týchto pozorovaní bolo, že super špirály obsahujú oveľa menej hviezd, ako by sa dalo očakávať, vzhľadom na obrovské halopy temnej hmoty, ktoré ich obklopujú. To naznačuje, že množstvo tmavej hmoty môže skutočne inhibovať tvorbu hviezd v galaxiách.
Vedecký tím navrhuje dve možnosti, prečo je to tak. Na jednej strane sa môže stať, že akýkoľvek ďalší plyn, ktorý sa vtiahne do galaxie, sa zahrieva rýchlou rotáciou do tej miery, že chladenie a zhlukovanie (a teda gravitačné zrútenie) je menej pravdepodobné. Na druhej strane je možné, že rýchle roztočenie galaxie je rušivé pre plynové oblaky, čo pre nich sťažuje ich splynutie a kolaps.
Napriek tomu sú pozorované super špirály stále schopné zažiť tvorbu hviezd - pri rýchlosti asi 30 slnečných hmôt ročne (alebo 30-krát viac ako pri Mliečnej dráhe). Pri pohľade do budúcnosti Ogle a jeho tím dúfajú, že vykonajú ďalšie pozorovania v nádeji, že sa dozvedia viac o pohybe plynu a hviezd v diskoch super špirál.
Tieto a ďalšie otázky týkajúce sa super špirál budú pravdepodobne riešiť nástroje novej generácie, ako napríklad James Webb Space Telescope (JWST) a Wide Field Field Infrared Space Telescope (WFIRST). Po nasadení budú môcť tieto ďalekohľady študovať viac super špirál na ešte väčšie vzdialenosti, čo bude zodpovedať skoršej fáze
