Иногда сложно обернуть голову. Хотя это может показаться неподвижным, планета Земля фактически движется со средней скоростью 29,78 км / с (107 200 км / ч; 66600 миль в час). И все же наша планета не имеет ничего на самом Солнце, которое движется вокруг центра нашей галактики со скоростью 220 км / с (792 000 км / ч; 492 000 миль в час).
Но, как это часто бывает в нашей Вселенной, все больше поражает, чем дальше вы смотрите. Согласно новому исследованию международной группы астрономов, самые массивные «суперспиральные» галактики во Вселенной вращаются в два раза быстрее Млечного Пути. Они утверждают, что причиной этого являются массивные облака (или гало) Темной Материи, которые окружают эти галактики.
Исследование, которое недавно появилось в Астрофизические Журнальные Письмапроводился астрономами из Научного института космического телескопа (STSI), Университета Кейптауна, Колледжа Нью-Джерси, Технологического университета Суинберн, Университета Западного Кейпа и Калифорнийского технологического института.
Суперспиральные галактики являются относительно новым явлением для астрономов, они были обнаружены только в результате данных, полученных Слоанским цифровым обзором неба (SDSS) и внегалактической базой данных НАСА / IPAC (NED). На сегодняшний день известно только около 100, но то, что мы наблюдали из этих немногих, показывает, что эти объекты - не что иное, как исключение.
Помимо того, что они намного больше Млечного Пути, они также ярче и содержат гораздо больше звезд. Наибольшие размеры составляют около 450 000 световых лет в диаметре (по сравнению с Млечным путем, который охватывает приблизительно 100 000 световых лет), а его масса примерно в 20 раз больше. И на основании исследования, проведенного исследователями из ГИБДД, они также, кажется, вращаются намного быстрее.
Ради своего исследования команда использовала новые данные, собранные с помощью Большого телескопа Южной Африки (SALT), для измерения кривых вращения 23 известных массивных спиральных галактик. Дополнительные данные были получены с помощью 5-метрового телескопа Хейла в Паломарской обсерватории, в то время как миссия НАСА по широкому полю инфракрасного обзора (WISE) предоставила важные данные о массах галактик и скоростях звездообразования.
Как сказал об исследовании Том Джарретт из Университета Кейптауна, Южная Африка:
«Эта работа прекрасно иллюстрирует мощную синергию между оптическими и инфракрасными наблюдениями галактик, раскрывая звездные движения с помощью спектроскопии SDSS и SALT и другие звездные свойства - в частности, звездную массу или« основу »принимающих галактик - посредством визуализации WISE в средней инфракрасной области». «.
Они обнаружили, что эти галактики вращаются намного быстрее, чем Млечный Путь, причем наибольшее вращение происходит со скоростью до 570 км / с (350 м / с) - почти в три раза быстрее. Более того, команда обнаружила, что скорость вращения суперспиралей значительно превышала массу составляющих их звезд, газа и пыли. Это соответствует тому, что ученые наблюдали в течение десятилетий, что позволяет предположить, что темная материя ответственна.
«Суперспирали экстремальны по многим параметрам. Они бьют рекорды по скорости вращения », - сказал Патрик Огл, исследователь из ГИБДД и ведущий автор исследования. «Похоже, что вращение галактики определяется массой гало темной материи… Это первый раз, когда мы обнаружили спиральные галактики, которые настолько велики, насколько они могут получить».
По сути, Огл и его коллеги пришли к выводу, что суперспирали окружены ореолами темной материи, превышающими средний. На самом деле Огл и его команда определили, что самый массивный ореол был эквивалентен примерно 40 триллионам солнечных масс. Астрономы обычно ожидают найти эту темную материю вокруг группы галактик, а не одной.
Это исследование является еще одним доказательством против альтернативных теорий гравитации, которые пытаются исключить присутствие темной материи. Популярный пример известен как Модифицированная Ньютоновская Динамика (MOND), которая предполагает, что когда дело доходит до самых массивных структур в космосе (галактик и скоплений галактик), гравитация немного сильнее, чем это было бы предсказано Ньютоном или Эйнштейном.
Однако MOND не может объяснить наблюдаемые скорости вращения суперспиралей, что говорит о том, что неньютоновская динамика не требуется. Другой вывод из этих наблюдений заключался в том, что суперспирали содержат гораздо меньше звезд, чем можно было бы ожидать, учитывая массивные гало темной материи, которые их окружают. Это говорит о том, что изобилие темной материи может фактически препятствовать образованию звезд в галактиках.
Исследовательская группа предлагает две возможности, почему это так. С одной стороны, может случиться так, что любой дополнительный газ, который втягивается в галактику, нагревается быстрым вращением до такой степени, что охлаждение и комкование (и, следовательно, гравитационный коллапс) менее вероятны. С другой стороны, возможно, что быстрое вращение галактики разрушительно для газовых облаков, что затрудняет их объединение и коллапс.
Несмотря на это, наблюдаемые суперспирали по-прежнему способны образовывать звезды - со скоростью около 30 солнечных масс в год (или в 30 раз больше, чем у Млечного Пути). Забегая вперед, Огл и его команда надеются провести дальнейшие наблюдения в надежде узнать больше о движении газа и звезд внутри дисков суперспиралей.
Эти и другие вопросы, касающиеся суперспиралей, вероятно, будут решаться с помощью приборов следующего поколения, таких как космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) и широкоугольный инфракрасный космический телескоп (WFIRST). После развертывания эти телескопы смогут изучать больше суперспиралей на еще больших расстояниях, что соответственно будет на более ранней стадии
