時々頭を包むのは難しいことです。静止しているように見えるかもしれませんが、惑星地球は実際には平均速度29.78 km / s(107,200 km / h; 66600 mph)で動いています。しかし、私たちの惑星は太陽自体には何もありません。太陽は220 km / s(792,000 km / h; 492,000 mph)の速度で銀河の中心を回っています。
しかし、私たちの宇宙ではよくあることですが、物事はあなたが見るほど遠くまで驚異的です。天文学者の国際チームによる新しい研究によると、宇宙で最も巨大な「超らせん」銀河は、天の川の2倍の速度で回転します。原因は、これらの銀河を取り巻くダークマターの巨大な雲(またはハロー)であると彼らは主張します。
最近発表された研究 天体物理学ジャーナルの手紙、宇宙望遠鏡科学研究所(STSI)、ケープタウン大学、ニュージャージー大学、スウィンバーン工科大学、西ケープ大学、カリフォルニア工科大学の天文学者によって実施されました。
超らせん銀河は天文学者にとって比較的新しい現象であり、スローンデジタルスカイサーベイ(SDSS)とNASA / IPAC銀河外データベース(NED)によって得られたデータの結果としてのみ発見されました。現在までに知られているのは約100個だけですが、これらのオブジェクトから観察されたことは、これらのオブジェクトが例外的であることに他なりません。
天の川よりもはるかに大きいだけでなく、明るく、はるかに多くの星が含まれています。最大の直径は約450,000光年であり(推定100,000光年にわたる天の川と比較して)、約20倍の質量です。そして、STSIの研究者たちが主導した研究に基づいて、彼らはまた、より速く回転しているように見えます。
彼らの研究のために、チームは南部アフリカ大望遠鏡(SALT)で収集された新しいデータに依存して、23の既知の巨大な渦巻銀河の回転曲線を測定しました。 NASAの広視野赤外線サーベイエクスプローラー(WISE)ミッションが銀河の質量と星形成の速度に関する重要なデータを提供している間、追加のデータはパロマー天文台の5メートルのヘイル望遠鏡によって提供されました。
南アフリカのケープタウン大学のトムジャレットが研究についてこう語っています。
「この作品は、銀河の光学観測と赤外線観測の強力な相乗効果を美しく示し、SDSSおよびSALT分光法による恒星の動き、およびその他の恒星特性、特にホスト銀河の恒星の質量または「バックボーン」を、WISE中赤外イメージングによって明らかにします。 。」
彼らが発見したのは、これらの銀河が天の川よりもはるかに速く回転し、最大回転速度が570 km / s(350 mps)で、ほぼ3倍の速さであるということです。さらに、チームはスーパースパイラルの回転速度が、構成する星、ガス、およびダストの質量を大幅に超えていることを発見しました。これは、科学者が何十年もの間観察してきたことと一致しており、暗黒物質が原因であると示唆されます。
「スーパースパイラルは多くの方法で極端です。 STSIの研究者であり、研究の筆頭著者であるPatrick Ogle氏はこのように述べています。 「銀河のスピンは、その暗黒物質ハローの質量によって設定されているようです...これまでにないほど大きな渦巻銀河を発見したのはこれが初めてです。」
本質的に、オーグルと彼の同僚は、超らせんが平均よりも大きな暗黒物質ハローに囲まれていると結論付けました。実際、オーグルと彼のチームは、最も巨大なハローは約40兆の太陽の質量に相当すると判断しました。天文学者は通常、単一の銀河ではなく、一群の銀河の周りにこれだけの暗黒物質を見つけることを期待しています。
この研究は、暗黒物質の存在を排除しようとする代替重力理論に対するもう1つの証拠です。人気のある例は、修正ニュートンダイナミクス(MOND)として知られています。これは、宇宙(銀河と銀河クラスター)の中で最も巨大な構造になると、重力がニュートンまたはアインシュタインによって予測されるよりもわずかに強いことを示唆しています。
ただし、MONDはスーパースパイラルの観測された回転速度を考慮できません。これは、非ニュートン力学が不要であることを示唆しています。これらの観察からのもう1つの注目点は、スーパースパイラルに含まれる星は、それらを囲む巨大な暗黒物質ハローを考えると、予想よりもはるかに少ないということです。これは、豊富な暗黒物質が銀河の星形成を実際に阻害する可能性があることを示唆しています。
研究チームは、これがなぜかについて2つの可能性を提案しています。一方では、銀河に引き込まれた追加のガスは、急速な回転によって、冷却と凝集(したがって、重力崩壊)が起こりにくい点まで加熱される可能性があります。他方では、銀河の高速回転がガス雲を破壊し、それらが合体して崩壊するのを困難にする可能性があります。
それにもかかわらず、観測された超らせんは星形成を経験することができます–年間約30太陽質量(または天の川の30倍)の割合で。将来を見据えて、オーグルと彼のチームは、スーパースパイラルのディスク内のガスと星の動きについてさらに学ぶことを期待して、さらなる観測を行うことを望んでいます。
スーパースパイラルに関するこれらの質問やその他の質問は、ジェームズウェッブ宇宙望遠鏡(JWST)や広視野赤外線宇宙望遠鏡(WFIRST)などの次世代機器で対処される可能性があります。配備すると、これらの望遠鏡はさらに長い距離でより多くのスーパースパイラルを研究できるようになります。