Темная материя разгоняет спиральные галактики до головокружительных скоростей

Когда дело доходит до галактик, как быстро они вращаются? Млечный Путь, средняя спиральная галактика, вращается со скоростью 210 км/с в окрестностях нашего Солнца. Новое исследование показало, что самые массивные спиральные галактики вращаются быстрее, чем ожидалось ранее. Эти «суперспирали», самые крупные из которых весят примерно в 20 раз больше, чем наш Млечный Путь, вращаются со скоростью до 570 км/с.

Суперспирали исключительны почти во всех отношениях. Помимо того, что они намного массивнее Млечного Пути, они также ярче и крупнее по физическим размерам. Самый большая имеет диаметр 450 000 световых лет по сравнению с диаметром Млечного пути в 100 000 световых лет. На сегодняшний день известно всего около 100 суперспиралей. Суперспирали были обнаружены как важный новый класс галактик при изучении данных со Слоановского цифрового обзора неба (SDSS), а также внегалактической Базы данных NASA/IPAC (NED).

Теория предполагает, что суперспирали вращаются быстро, потому что они расположены в невероятно больших облаках или гало темной материи. Темная материя была связана с вращением галактики на протяжении десятилетий. Спиральные галактики вращаются быстрее, чем если бы их гравитация была обусловлена исключительно звездами и газом. Дополнительное, невидимое вещество, известное как темная материя, должно влиять на вращение галактики. Ожидается, что спиральная галактика данной массы в звездах будет вращаться с определенной скоростью.

Тот факт, что суперспирали нарушают обычную связь между массой галактики в звездах и скоростью вращения, является новым доказательством против альтернативной теории гравитации, известной как Модифицированная Ньютоновская Динамика или МОНД. МОНД предполагает, что в самых больших масштабах, таких как галактики или скопления галактик, гравитация немного сильнее, чем это было бы предсказано Ньютоном или Эйнштейном. Это может привести к тому, что внешние области спиральной галактики будут вращаться быстрее, чем ожидалось, в зависимости от их массы звезд. МОНД разработан для воспроизведения стандартного соотношения скоростей вращения спирали, поэтому он не может объяснить выбросы, такие как суперспирали.

Несмотря на то, что суперспирали являются самыми массивными спиральными галактиками во вселенной, они на самом деле имеют меньший вес в звездах по сравнению с ожидаемым количеством темной материи, которое они содержат. Это говорит о том, что огромное количество темной материи препятствует образованию звезд. Есть две возможные причины: 1) Любой дополнительный газ, который втягивается в галактику, падает и нагревается, не давая ему остыть и образуя звезды, или 2) Быстрое вращение галактики затрудняет коллапс газовых облаков против влияния центробежной силы.

Несмотря на это разрушительное влияние, суперспирали все еще способны образовывать звезды. Хотя самые крупные эллиптические галактики сформировали все или большинство своих звезд более 10 миллиардов лет назад, суперспирали до сих пор образуют звезды.