Det er en vanskelig ting at vikle dit hoved nogle gange. Selvom det måske føles stationært, bevæger planeten Jorden sig faktisk med en gennemsnitlig hastighed på 29,78 km / s (107.200 km / t; 66600 mph). Og alligevel har vores planet intet på selve solen, der bevæger sig rundt i midten af vores galakse med en hastighed på 220 km / s (792.000 km / t; 492.000 km / h).
Men som det ofte er tilfældet med vores univers, bliver tingene kun mere svimlende, jo længere du ser. Ifølge en ny undersøgelse fra et internationalt team af astronomer, roterer de mest massive "super spiral" -galakser i universet dobbelt så hurtigt som Mælkevejen. Årsagen, hævder de, er de massive skyer (eller glorier) af Dark Matter, der omgiver disse galakser.
Undersøgelsen, der for nylig dukkede op i Astrofysiske tidsskriftsbreve, blev ledet af 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 spiralgalakser er et relativt nyt fænomen for astronomer, der kun er blevet opdaget som et resultat af data, der er opnået af Sloan Digital Sky Survey (SDSS) og NASA / IPAC Extragalactic Database (NED). Til dato er kun ca. 100 kendte, men hvad vi har observeret fra disse få viser, at disse objekter er intet mindre end usædvanlige.
Ud over at være meget større end Mælkevejen, er de også lysere og indeholder langt flere stjerner. Den største måler omkring 450.000 lysår i diameter (sammenlignet med Mælkevejen, der strækker sig over anslået 100.000 lysår) og er cirka 20 gange så massiv. Og baseret på undersøgelsen blev ledet af forskerne fra STSI, synes de også at rotere meget hurtigere.
Af hensyn til deres undersøgelse stolede teamet på nye data indsamlet med det sydafrikanske store teleskop (SALT) for at måle rotationskurverne for 23 kendte massive spiralgalakser. Yderligere data blev leveret af det 5 meter store Hale-teleskop ved Palomar-observatoriet, mens NASAs Wide-felt Infrared Survey Explorer (WISE) -mission leverede vitale data om galaksernes masser og hastigheder for stjernedannelse.
Som Tom Jarrett fra University of Cape Town, Sydafrika, sagde om undersøgelsen:
”Dette arbejde illustrerer smukt den kraftige synergi mellem optiske og infrarøde observationer af galakser, der afslører stjernebevægelser med SDSS og SALT-spektroskopi og andre stjerneværdige egenskaber - især stjernemassen eller 'rygraden' af værtsgalakserne - gennem WISE midtinfrarød billeddannelse .”
Hvad de fandt, var, at disse galakser snurrer meget hurtigere end Mælkevejen, med den største spinding med en hastighed på op til 570 km / s (350 mps) - næsten tre gange så hurtigt. Hvad mere er, teamet fandt, at superspiraler rotationshastighed langt oversteg massen af deres bestanddele, gas og støv. Dette er i overensstemmelse med, hvad forskere har observeret i årtier, hvilket antyder, at mørkt stof er ansvarligt.
”Super spiraler er ekstreme af mange mål. De bryder posterne for rotationshastigheder, ”sagde Patrick Ogle, en forsker med STSI og hovedforfatter for undersøgelsen. "Det ser ud til, at en galakas omdrejning er indstillet efter massen af dens mørke stof-glorie ... Dette er første gang, vi har fundet spiralgalakser, der er så store, som de nogensinde kan få."
I det væsentlige konkluderede Ogle og hans kolleger, at superspiraler er omgivet af større end gennemsnitlige mørke stof-glorier. Faktisk bestemte Ogle og hans team, at den mest massive glorie svarede til omkring 40 billioner solmasser. Astronomer forventer normalt at finde denne meget mørke sag omkring en gruppe galakser snarere end en enkelt.
Denne undersøgelse er et andet bevis mod alternative tyngdekrafter, der forsøger at udelukke tilstedeværelsen af mørkt stof. Et populært eksempel er kendt som Modificeret Newtonian Dynamics (MOND), der foreslår, at når det kommer til de mest massive strukturer i kosmos (galakser og galakse klynger), er tyngdekraften lidt stærkere, end Newton eller Einstein ville forudsige.
MOND kan dog ikke redegøre for de observerede rotationshastigheder for superspiraler, hvilket antyder, at der ikke kræves nogen ikke-Newtonsk dynamik. En anden afhentning fra disse observationer var, at superspiraler indeholder langt færre stjerner end forventet, i betragtning af de enorme mørke stof-glorier, der omgiver dem. Dette antyder, at en overflod af mørkt stof faktisk kan hæmme stjernedannelse i galakser.
Forskerteamet foreslår to muligheder for, hvorfor det er. På den ene side kan det være, at enhver yderligere gas, der trækkes ind i galaksen, opvarmes ved den hurtige rotation til det punkt, at afkøling og klumpning (og dermed tyngdepunktfald) er mindre sandsynlig. På den anden side er det muligt, at galaksens hurtige omdrejning er forstyrrende for gasskyer, hvilket gør det sværere for dem at samle sig og kollapse.
På trods af dette er de superspiraler, der er blevet observeret, stadig i stand til at opleve stjernedannelse - med en hastighed på ca. 30 solmasser om året (eller 30 gange mælkevejen). Når vi ser fremad, håber Ogle og hans team på at gennemføre yderligere observationer i håb om at lære mere om bevægelse af gas og stjerner inden for superspirals-diske.
Disse og andre spørgsmål, der vedrører superspiraler, vil sandsynligvis blive behandlet af næste generation af instrumenter som James Webb-rumteleskopet (JWST) og det brede felt-infrarøde rumteleskop (WFIRST). Når de er installeret, vil disse teleskoper være i stand til at studere flere superspiraler på endnu større afstande, hvilket tilsvarende vil være i en tidligere fase i
