บางครั้งมันเป็นเรื่องยากที่คุณจะคาดหัว แม้ว่ามันอาจจะรู้สึกไม่เคลื่อนที่ แต่ดาวเคราะห์โลกกำลังเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเฉลี่ย 29.78 กม. / วินาที (107,200 กม. / ชม.; 66600 ไมล์ต่อชั่วโมง) และโลกของเรายังไม่มีสิ่งใดบนดวงอาทิตย์ซึ่งเดินทางรอบใจกลางกาแลคซีของเราด้วยความเร็ว 220 กม. / วินาที (792,000 กม. / ชั่วโมง; 492,000 ไมล์ต่อชั่วโมง)
แต่บ่อยครั้งที่เกิดขึ้นกับจักรวาลของเราสิ่งต่าง ๆ จะยิ่งทำให้คุณมองไกล จากการศึกษาใหม่โดยทีมนักดาราศาสตร์นานาชาติกาแลคซี“ ซุปเปอร์เกลียว” ที่ใหญ่ที่สุดในจักรวาลหมุนเร็วเป็นสองเท่าของทางช้างเผือก สาเหตุที่พวกเขาโต้แย้งก็คือกลุ่มเมฆขนาดใหญ่ (หรือรัศมี) ของสสารมืดที่ล้อมรอบกาแลคซีเหล่านี้
การศึกษาซึ่งเพิ่งปรากฏใน จดหมายวารสารฟิสิกส์ดำเนินการโดยนักดาราศาสตร์จากสถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศ (STSI), มหาวิทยาลัยเคปทาวน์, วิทยาลัยแห่งรัฐนิวเจอร์ซีย์, มหาวิทยาลัยเทคโนโลยี Swinburne, มหาวิทยาลัยแห่งเวสเทิร์นเคปและสถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย
กาแลคซีเกลียวซุปเปอร์เป็นปรากฏการณ์ที่ค่อนข้างใหม่สำหรับนักดาราศาสตร์โดยมีการค้นพบเพียงผลของข้อมูลที่ได้จากการสำรวจ Sloan Digital Sky Survey (SDSS) และฐานข้อมูล Extragalactic (NED) ของนาซา / IPAC มีเพียงประมาณ 100 คนเท่านั้นที่ทราบ แต่สิ่งที่เราสังเกตเห็นจากการแสดงเหล่านี้แสดงว่าวัตถุเหล่านี้ไม่มีอะไรพิเศษ
นอกจากจะมีขนาดใหญ่กว่าทางช้างเผือกมากขึ้นพวกเขาก็ยังสว่างกว่าและมีดาวมากกว่านี้ มาตรการที่ใหญ่ที่สุดคือเส้นผ่านศูนย์กลาง 450,000 ปีแสง (เมื่อเปรียบเทียบกับทางช้างเผือกซึ่งครอบคลุมระยะเวลาประมาณ 100,000 ปีแสง) และมีขนาดใหญ่ประมาณ 20 เท่า และจากการศึกษานำโดยนักวิจัยจาก STSI พวกเขาก็ดูเหมือนจะหมุนเร็วขึ้นมาก
เพื่อประโยชน์ในการศึกษาของพวกเขาทีมอาศัยข้อมูลใหม่ที่รวบรวมกับกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ทางใต้ของแอฟริกา (SALT) เพื่อวัดเส้นโค้งการหมุนสำหรับกาแลคซีเกลียว 23 อันที่รู้จักกันดี ข้อมูลเพิ่มเติมจัดทำโดยกล้องโทรทรรศน์ Hale ขนาด 5 เมตรที่หอดูดาว Palomar ในขณะที่ภารกิจสำรวจรังสีอินฟราเรด (WISE) ของนาซ่าให้ข้อมูลที่สำคัญเกี่ยวกับมวลกาแลคซีและอัตราการก่อตัวดาวฤกษ์
Tom Jarrett จากมหาวิทยาลัย Cape Town ประเทศแอฟริกาใต้กล่าวว่าการศึกษาครั้งนี้:
“ งานนี้แสดงให้เห็นถึงการผสานพลังอันทรงพลังระหว่างการสำรวจแสงและอินฟราเรดของกาแลคซีเผยให้เห็นการเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์ด้วย SDSS และ SALT สเปกโทรสโกปีและคุณสมบัติอื่น ๆ ของดาวฤกษ์ - สะดุดตามวลดวงดาวหรือ .”
สิ่งที่พวกเขาค้นพบคือกาแลคซีเหล่านี้หมุนเร็วกว่าทางช้างเผือกมากที่สุดโดยการหมุนรอบตัวที่ใหญ่ที่สุดในอัตราสูงถึง 570 กม. / วินาที (350 ไมล์ต่อวินาที) - เร็วกว่าสามเท่า ยิ่งไปกว่านั้นทีมพบว่าความเร็วในการหมุนวนมากเกินกว่ามวลของดาวฤกษ์ก๊าซและฝุ่นของพวกเขา สิ่งนี้สอดคล้องกับสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ได้สังเกตมานานหลายทศวรรษซึ่งจะแนะนำว่าสสารมืดมีหน้าที่รับผิดชอบ
“ อัลตร้าเวียนวนมากโดยหลายมาตรการ พวกเขาทำลายสถิติสำหรับความเร็วการหมุน” Patrick Ogle นักวิจัยของ STSI และผู้เขียนหลักในการศึกษากล่าว “ ดูเหมือนว่าการหมุนของกาแลคซีนั้นถูกกำหนดโดยมวลของสสารมืดรัศมีของมัน…นี่เป็นครั้งแรกที่เราพบกาแลคซีกังหันที่มีขนาดใหญ่เท่าที่พวกเขาจะได้รับ”
โดยพื้นฐานแล้ว Ogle และเพื่อนร่วมงานของเขาได้ข้อสรุปว่าซุปเปอร์เกลียวล้อมรอบด้วยสสารมืดที่ใหญ่กว่าค่าเฉลี่ย ในความเป็นจริง Ogle และทีมของเขาระบุว่ารัศมีที่ใหญ่ที่สุดนั้นเทียบเท่ากับมวลดวงอาทิตย์ประมาณ 40 ล้านล้านดวง นักดาราศาสตร์คาดหวังว่าจะพบสสารมืดมากนี้รอบกาแลคซีกลุ่มหนึ่งแทนที่จะเป็นหนึ่งเดียว
การศึกษานี้เป็นหลักฐานอีกชิ้นหนึ่งที่ต่อต้านทฤษฎีทางเลือกของแรงโน้มถ่วงที่พยายามแยกแยะสสารมืด ตัวอย่างที่ได้รับความนิยมเรียกกันว่า Modified Newtonian Dynamics (MOND) ซึ่งเสนอว่าเมื่อมันมาถึงโครงสร้างที่ใหญ่ที่สุดในเอกภพ (กาแลคซีและกระจุกกาแลคซี) แรงโน้มถ่วงจะรุนแรงกว่าที่นิวตันหรือไอน์
อย่างไรก็ตาม MOND ไม่สามารถอธิบายถึงความเร็วในการหมุนที่สังเกตเห็นได้ของ super spirals ซึ่งไม่จำเป็นต้องมีการเคลื่อนที่ของนิวตัน สิ่งที่น่าสนใจอีกข้อหนึ่งจากการสำรวจเหล่านี้ก็คือซุปเปอร์เกลียวมีดาวน้อยกว่าที่คาดไว้เนื่องจากสสารมืดขนาดใหญ่ที่ล้อมรอบพวกมัน สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าสสารมืดจำนวนมากสามารถยับยั้งการก่อตัวของดาวในกาแลคซีได้
ทีมวิจัยเสนอสองความเป็นไปได้สำหรับสาเหตุที่เป็นเช่นนี้ ในอีกด้านหนึ่งอาจเป็นไปได้ว่าก๊าซเพิ่มเติมใด ๆ ที่ถูกดึงเข้าไปในกาแลคซีนั้นถูกทำให้ร้อนขึ้นโดยการหมุนอย่างรวดเร็วจนถึงจุดที่ความเย็นและการจับตัวเป็นก้อน ในอีกด้านหนึ่งเป็นไปได้ว่ากาแลคซีหมุนเร็วก่อกวนเมฆก๊าซซึ่งทำให้ยากต่อการรวมตัวและยุบตัว
แม้ว่าซุปเปอร์เกลียวที่ถูกสำรวจจะยังคงสามารถพบกับการก่อตัวดาวได้ในอัตราประมาณ 30 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ต่อปี (หรือ 30 เท่าของทางช้างเผือก) เมื่อมองไปข้างหน้า Ogle และทีมของเขาหวังที่จะทำการสำรวจต่อไปด้วยความหวังว่าจะได้เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของก๊าซและดาวภายในดิสก์ของดาวฤกษ์ดวงใหม่
คำถามเหล่านี้และคำถามอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับซูเปอร์เกลียวนั้นน่าจะได้รับการแก้ไขด้วยเครื่องมือรุ่นต่อไปเช่นกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ (JWST) และกล้องโทรทรรศน์อวกาศอินฟราเรดแบบมุมกว้าง (WFIRST) เมื่อนำไปใช้แล้วกล้องโทรทรรศน์เหล่านี้จะสามารถศึกษาซุปเปอร์เกลียวมากขึ้นในระยะทางไกลยิ่งขึ้นซึ่งจะเหมือนกันในระยะก่อนหน้านี้ใน
