Det är svårt att slå runt huvudet ibland. Även om den kanske känner sig stillastående rör sig jorden med en genomsnittlig hastighet av 29,78 km / s (107.200 km / h; 66600 mph). Och ändå har vår planet ingenting på själva solen, som reser runt centrum av vår galax med en hastighet av 220 km / s (792 000 km / h; 492 000 mph).
Men som så ofta är fallet med vårt universum, saker och ting blir bara mer häpnadsväckande ju längre du ser. Enligt en ny studie av ett internationellt team av astronomer, roterar de mest massiva ”super spiral” -galaxerna i universumet dubbelt så snabbt som Vintergatan. Orsaken, hävdar de, är de massiva molnen (eller glorierna) av Dark Matter som omger dessa galaxer.
Studien, som nyligen dök upp i Astrofysiska tidskriftsbrev, leddes av astronomer från Space Telescope Science Institute (STSI), University of Cape Town, College of New Jersey, Swinburne University of Technology, University of Western Cape och California Institute of Technology.
Super spiralgalaxer är ett relativt nytt fenomen för astronomer, och har endast upptäckts som ett resultat av data som erhållits av Sloan Digital Sky Survey (SDSS) och NASA / IPAC Extragalactic Database (NED). Endast cirka 100 är kända hittills, men vad vi har observerat från dessa få visar att dessa objekt är inget annat än exceptionellt.
Förutom att de är mycket större än Vintergatan är de också ljusare och innehåller mycket fler stjärnor. Den största mäter ungefär 450 000 ljusår i diameter (jämfört med Vintergatan, som sträcker sig över uppskattningsvis 100 000 ljusår) och är ungefär 20 gånger så massiv. Och baserat på studien leds av forskarna från STSI verkar de också rotera mycket snabbare.
För studiens skull förlitade sig teamet på nya data som samlats in med det södra afrikanska stora teleskopet (SALT) för att mäta rotationskurvorna för 23 kända massiva spiralgalaxier. Ytterligare data tillhandahölls av Hale-teleskopet på 5 meter vid Palomar Observatory medan NASA: s Wide-Infrared Survey Explorer (WISE) -uppdrag gav viktiga uppgifter om galaxernas massor och stjärnor för stjärnbildningen.
Som Tom Jarrett från University of Cape Town, Sydafrika, sa om studien:
”Detta arbete illustrerar vackert den kraftfulla synergin mellan optiska och infraröda observationer av galaxer, avslöjar stjärnrörelser med SDSS och SALT-spektroskopi och andra stjärnegenskaper - särskilt stellmassan eller" ryggraden "i värdgalaxerna - genom WISE-mittinfraröd-avbildning ”.
Vad de fann var att dessa galaxer snurrar mycket snabbare än Vintergatan, med den största snurrningen med en hastighet av upp till 570 km / s (350 mps) - nästan tre gånger så snabbt. Dessutom fann teamet att superspirals rotationshastighet väsentligt överskred massan av deras bestående stjärnor, gas och damm. Detta är i överensstämmelse med vad forskare har observerat i årtionden, vilket tyder på att mörk materia är ansvarig.
”Super spiraler är extremt av många mått. De bryter rekorden för rotationshastigheter, säger Patrick Ogle, en forskare med STSI och huvudförfattaren i studien. "Det verkar som om galaxens snurr ställs in av massan i dess mörka materiehalo ... Det är första gången vi hittat spiralgalaxier som är så stora som de någonsin kan få."
I huvudsak drog Ogle och hans kollegor slutsatsen att superspiraler är omgiven av större än genomsnittliga halo av mörk materia. I själva verket bestämde Ogle och hans team att den mest massiva glorie motsvarade cirka 40 biljoner solmassor. Astronomer förväntar sig vanligtvis att hitta denna mycket mörka materia runt en grupp galaxer, snarare än en enda.
Denna studie är ett annat bevis mot alternativa tyngdkrafter som försöker utesluta förekomsten av mörk materia. Ett populärt exempel kallas Modified Newtonian Dynamics (MOND), som föreslår att när det gäller de mest massiva strukturerna i kosmos (galaxer och galaxkluster) är tyngdkraften något starkare än vad som förutsades av Newton eller Einstein.
MOND kan dock inte redogöra för de observerade rotationshastigheterna hos superspiraler, vilket antyder att ingen icke-Newtonsk dynamik krävs. En annan avhämtning från dessa iakttagelser var att superspiraler innehåller mycket färre stjärnor än man kunde förvänta sig, med tanke på de massiva haloerna i mörk materia som omger dem. Detta antyder att ett överflöd av mörk substans faktiskt kan hämma stjärnbildningen i galaxer.
Forskningsteamet föreslår två möjligheter till varför det är så. Å ena sidan kan det vara så att all ytterligare gas som dras in i galaxen värms upp genom den snabba rotationen till den punkt att kylning och klumpning (och därmed gravitations kollaps) är mindre trolig. Å andra sidan är det möjligt att galaxens snabba snurra är störande för gasmoln som gör det svårare för dem att sammanfalla och kollapsa.
Trots detta har de superspiraler som har observerats fortfarande kunnat uppleva stjärnbildning - med en hastighet av cirka 30 solmassor per år (eller 30 gånger mjölkvägen). När vi tittar framåt hoppas Ogle och hans team att genomföra ytterligare observationer i hopp om att lära sig mer om rörelsen av gas och stjärnor inom skivorna med superspiraler.
Dessa och andra frågor som rör superspiraler kommer sannolikt att behandlas av nästa generations instrument som James Webb Space Telescope (JWST) och Wide-Field Infrared Space Telescope (WFIRST). När de har tagits i bruk kan dessa teleskop studera fler superspiraler på ännu större avstånd, vilket motsvarar en tidigare fas i
