A volte è difficile avvolgere la testa. Sebbene possa sembrare stazionario, il pianeta Terra si sta effettivamente muovendo ad una velocità media di 29,78 km / s (107.200 km / h; 66600 mph). Eppure, il nostro pianeta non ha nulla sul Sole stesso, che viaggia attorno al centro della nostra galassia ad una velocità di 220 km / s (792.000 km / h; 492.000 mph).
Ma come spesso accade nel nostro Universo, le cose diventano sempre più sconcertanti quanto più si guarda. Secondo un nuovo studio condotto da un team internazionale di astronomi, le più grandi galassie "super spirale" nell'Universo ruotano due volte più velocemente della Via Lattea. La causa, sostengono, sono le enormi nuvole (o aloni) della materia oscura che circondano queste galassie.
Lo studio, che è apparso di recente nel Lettere astrofisiche del diario, è stato condotto da astronomi dello Space Telescope Science Institute (STSI), dell'Università di Cape Town, del College of New Jersey, della Swinburne University of Technology, della University of Western Cape e del California Institute of Technology.
Le galassie a super spirale sono un fenomeno relativamente nuovo per gli astronomi, essendo state scoperte solo a seguito dei dati ottenuti dallo Sloan Digital Sky Survey (SDSS) e dal Database extracalattico NASA / IPAC (NED). Ad oggi ne sono noti solo circa 100, ma ciò che abbiamo osservato da questi pochi mostra che questi oggetti sono a dir poco eccezionali.
Oltre ad essere molto più grandi della Via Lattea, sono anche più luminosi e contengono molte più stelle. Il più grande misura circa 450.000 anni luce di diametro (rispetto alla Via Lattea, che si estende su una stima di 100.000 anni luce) ed è circa 20 volte più massiccio. E sulla base dello studio condotto dai ricercatori dello STSI, sembrano anche ruotare molto più velocemente.
Per motivi di studio, il team ha fatto affidamento su nuovi dati raccolti con il Grande telescopio sudafricano meridionale (SALT) per misurare le curve di rotazione di 23 galassie a spirale massicce conosciute. Ulteriori dati sono stati forniti dal telescopio Hale di 5 metri presso l'Osservatorio Palomar, mentre la missione WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) della NASA ha fornito dati vitali sulle masse delle galassie e sui tassi di formazione stellare.
Come Tom Jarrett dell'Università di Cape Town, in Sudafrica, ha detto dello studio:
"Questo lavoro illustra magnificamente la potente sinergia tra osservazioni ottiche e infrarosse di galassie, rivelando movimenti stellari con spettroscopia SDSS e SALT e altre proprietà stellari - in particolare la massa stellare o" spina dorsale "delle galassie ospiti - attraverso l'imaging a infrarossi medi WISE “.
Ciò che hanno scoperto è che queste galassie ruotano molto più rapidamente rispetto alla Via Lattea, con la più grande rotazione ad una velocità fino a 570 km / s (350 mps) - quasi tre volte più veloce. Inoltre, il team ha scoperto che la velocità di rotazione delle super spirali ha ampiamente superato la massa delle loro stelle, gas e polvere. Ciò è in linea con ciò che gli scienziati hanno osservato per decenni, il che suggerirebbe che la materia oscura è responsabile.
“Le super spirali sono estreme per molte misure. Hanno battuto i record per la velocità di rotazione ", ha affermato Patrick Ogle, ricercatore della STSI e autore principale dello studio. "Sembra che la rotazione di una galassia sia determinata dalla massa della sua aureola di materia oscura ... Questa è la prima volta che troviamo galassie a spirale più grandi che possano mai ottenere".
In sostanza, Ogle e i suoi colleghi hanno concluso che le super spirali sono circondate da aloni di materia oscura più grandi della media. In effetti, Ogle e il suo team hanno stabilito che l'alone più massiccio era equivalente a circa 40 trilioni di masse solari. Gli astronomi di solito si aspettano di trovare questa materia oscura attorno a un gruppo di galassie, piuttosto che a una sola.
Questo studio è un'altra prova contro le teorie della gravità alternative che tentano di escludere la presenza di materia oscura. Un esempio popolare è noto come Modified Newtonian Dynamics (MOND), che suggerisce che quando si tratta delle strutture più massicce del cosmo (galassie e ammassi di galassie) la gravità è leggermente più forte di quanto sarebbe previsto da Newton o Einstein.
Tuttavia, MOND non può tenere conto delle velocità di rotazione osservate delle super spirali, il che suggerisce che non sono richieste dinamiche non newtoniane. Un altro risultato da queste osservazioni è stato che le super spirali contengono molte meno stelle di quanto ci si aspetterebbe, dati gli enormi aloni di materia oscura che li circondano. Ciò suggerisce che un'abbondanza di materia oscura può effettivamente inibire la formazione stellare nelle galassie.
Il team di ricerca suggerisce due possibilità per questo. Da un lato, può darsi che qualsiasi gas aggiuntivo che viene tirato nella galassia sia riscaldato dalla rapida rotazione fino al punto in cui il raffreddamento e l'aggregazione (e quindi il collasso gravitazionale) sono meno probabili. Dall'altro, è possibile che la rapida rotazione della galassia sia dirompente per le nuvole di gas, il che rende più difficile la loro fusione e il loro collasso.
Nonostante ciò, le super spirali che sono state osservate sono ancora in grado di sperimentare la formazione stellare - ad una velocità di circa 30 masse solari all'anno (o 30 volte quella della Via Lattea). Guardando al futuro, Ogle e il suo team sperano di condurre ulteriori osservazioni nella speranza di saperne di più sul movimento del gas e delle stelle all'interno dei dischi delle super spirali.
Queste e altre domande relative alle super spirali saranno probabilmente affrontate da strumenti di prossima generazione come il James Webb Space Telescope (JWST) e il Wide-Field Infrared Space Telescope (WFIRST). Una volta schierati, questi telescopi saranno in grado di studiare più super spirali a distanze ancora maggiori, che corrisponderanno in una fase precedente
