Đôi khi nó là một điều khó khăn để quấn đầu bạn. Mặc dù có thể cảm thấy đứng yên, hành tinh Trái đất thực sự đang di chuyển với vận tốc trung bình 29,78 km / s (107,200 km / h; 66600 dặm / giờ). Chưa hết, hành tinh của chúng ta không có gì trên Mặt trời, nó di chuyển quanh trung tâm thiên hà của chúng ta với vận tốc 220 km / s (792.000 km / h; 492.000 dặm / giờ).
Nhưng như thường thấy với Vũ trụ của chúng ta, mọi thứ chỉ trở nên đáng kinh ngạc hơn khi bạn nhìn xa hơn. Theo một nghiên cứu mới của một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế, các thiên hà siêu xoắn ốc hình xoắn ốc lớn nhất trong vũ trụ quay nhanh gấp đôi so với dải Ngân hà. Nguyên nhân, họ lập luận, là những đám mây khổng lồ (hoặc halos) của Dark Matter bao quanh các thiên hà này.
Nghiên cứu, gần đây đã xuất hiện trong Tạp chí vật lý thiên văn, được thực hiện bởi các nhà thiên văn học từ Viện Khoa học Kính viễn vọng Không gian (STSI), Đại học Cape Town, Đại học New Jersey, Đại học Công nghệ Swinburne, Đại học Western Cape và Viện Công nghệ California.
Các thiên hà siêu xoắn ốc là một hiện tượng tương đối mới đối với các nhà thiên văn học, chỉ được phát hiện do kết quả của dữ liệu thu được từ Khảo sát bầu trời kỹ thuật số Sloan (SDSS) và Cơ sở dữ liệu ngoài vũ trụ của NASA / IPAC (NED). Chỉ có khoảng 100 được biết đến cho đến nay, nhưng những gì chúng tôi đã quan sát được từ một vài chương trình cho thấy những vật thể này không có gì đặc biệt.
Ngoài việc lớn hơn nhiều so với Dải Ngân hà, chúng còn sáng hơn và chứa nhiều ngôi sao hơn rất nhiều. Các biện pháp lớn nhất có đường kính khoảng 450.000 năm ánh sáng (so với Dải Ngân hà, trải dài khoảng 100.000 năm ánh sáng) và lớn gấp khoảng 20 lần. Và dựa trên nghiên cứu được dẫn dắt bởi các nhà nghiên cứu từ STSI, chúng cũng xuất hiện để quay nhanh hơn nhiều.
Vì lợi ích của nghiên cứu, nhóm nghiên cứu đã dựa vào dữ liệu mới được thu thập bằng Kính viễn vọng lớn Nam Phi (SALT) để đo đường cong quay của 23 thiên hà xoắn ốc khổng lồ đã biết. Dữ liệu bổ sung được cung cấp bởi kính viễn vọng Hale dài 5 mét tại Đài thiên văn Palomar trong khi nhiệm vụ Thám hiểm hồng ngoại trường rộng (WISE) của NASA cung cấp dữ liệu quan trọng về khối lượng thiên hà và tốc độ hình thành sao.
Như Tom Jarrett thuộc Đại học Cape Town, Nam Phi, đã nói về nghiên cứu:
Công trình này minh họa rất đẹp sự kết hợp mạnh mẽ giữa các quan sát quang học và hồng ngoại của các thiên hà, cho thấy các chuyển động của sao với quang phổ SDSS và SALT và các đặc tính sao khác - đặc biệt là khối sao hoặc 'xương sống' của các thiên hà chủ - thông qua hình ảnh hồng ngoại giữa WISE .
Những gì họ tìm thấy là những thiên hà này quay nhanh hơn nhiều so với Dải Ngân hà, với vòng quay lớn nhất với tốc độ lên tới 570 km / giây (350 dặm / giờ) - nhanh gấp gần ba lần. Hơn thế nữa, nhóm nghiên cứu nhận thấy tốc độ quay siêu xoắn ốc vượt quá khối lượng của các ngôi sao, khí và bụi cấu thành của chúng. Điều này phù hợp với những gì các nhà khoa học đã quan sát trong nhiều thập kỷ, điều này cho thấy vật chất tối phải chịu trách nhiệm.
Siêu xoắn ốc cực kỳ cực đoan bằng nhiều biện pháp. Họ phá vỡ các kỷ lục về tốc độ quay, Patrick cho biết Patrick Ogle, một nhà nghiên cứu với STSI và là tác giả chính của nghiên cứu. Có vẻ như vòng xoáy của một thiên hà được tạo ra bởi khối lượng quầng vật chất tối của nó Đây là lần đầu tiên chúng ta tìm thấy các thiên hà xoắn ốc lớn như chúng có thể có được.
Về cơ bản, Ogle và các đồng nghiệp đã kết luận rằng các siêu xoắn ốc được bao quanh bởi các quầng sáng vật chất tối lớn hơn trung bình. Trên thực tế, Ogle và nhóm của ông đã xác định rằng quầng sáng lớn nhất tương đương với khoảng 40 nghìn tỷ khối lượng Mặt trời. Các nhà thiên văn học thường mong đợi tìm thấy nhiều vật chất tối này xung quanh một nhóm thiên hà, thay vì một thiên hà duy nhất.
Nghiên cứu này là một bằng chứng khác chống lại các lý thuyết thay thế về trọng lực cố gắng loại trừ sự hiện diện của vật chất tối. Một ví dụ phổ biến được gọi là Động lực học Newton thay đổi (MOND), trong đó đề xuất rằng khi nói đến các cấu trúc lớn nhất trong vũ trụ (các thiên hà và cụm thiên hà) thì hơi mạnh hơn so với dự đoán của Newton hoặc Einstein.
Tuy nhiên, MOND không thể tính đến tốc độ quay quan sát của các siêu xoắn ốc, điều này cho thấy không cần phải có động lực học phi Newton. Một điểm khác của những quan sát này là các siêu xoắn ốc chứa ít sao hơn nhiều so với dự kiến, với các quầng sáng vật chất lớn bao quanh chúng. Điều này cho thấy sự phong phú của vật chất tối thực sự có thể ức chế sự hình thành sao trong các thiên hà.
Nhóm nghiên cứu đề xuất hai khả năng tại sao điều này là. Một mặt, có thể là bất kỳ khí bổ sung nào được kéo vào thiên hà đều bị đốt nóng bởi sự quay nhanh đến mức làm mát và đóng cục (và do đó, sụp đổ lực hấp dẫn) ít có khả năng. Mặt khác, có thể sự quay nhanh của thiên hà gây gián đoạn cho các đám mây khí khiến chúng khó kết hợp và sụp đổ hơn.
Mặc dù vậy, các siêu xoắn ốc đã được quan sát vẫn có thể trải nghiệm sự hình thành sao - với tốc độ khoảng 30 khối lượng mặt trời mỗi năm (hoặc gấp 30 lần dải Ngân hà). Nhìn về phía trước, Ogle và nhóm của ông hy vọng sẽ tiến hành quan sát sâu hơn với hy vọng tìm hiểu thêm về chuyển động của khí và các ngôi sao trong các đĩa siêu xoắn ốc.
Những câu hỏi này và các câu hỏi khác liên quan đến siêu xoắn ốc có khả năng được giải quyết bằng các thiết bị thế hệ tiếp theo như Kính thiên văn vũ trụ James Webb (JWST) và Kính viễn vọng không gian hồng ngoại diện rộng (WFIRST). Sau khi được triển khai, các kính thiên văn này sẽ có thể nghiên cứu nhiều siêu xoắn ốc hơn ở khoảng cách xa hơn, tương ứng sẽ ở giai đoạn sớm hơn trong
