новости космоса
3227 25
18 октября 2019 14:44:38

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.

Супер спирали 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).

«Суперспирали экстремальны по многим параметрам», - говорит Патрик Огл из Научного института космического телескопа в Балтиморе, штат Мэриленд. «Они побивают рекорды по скорости вращения».

Огл является первым автором статьи, опубликованной 10 октября 2019 года в Astrophysical Journal Letters. В статье представлены новые данные о скоростях вращения сверхспиралей, полученные с помощью Большого южноафриканского телескопа (SALT), крупнейшего одиночного оптического телескопа в южном полушарии. Дополнительные данные были получены с использованием 5-метрового телескопа Хейла Паломарской обсерватории, используемого Калифорнийским технологическим институтом. Данные миссии Инфракрасного космического телескопа НАСА (WISE) имели решающее значение для измерения масс галактик в звездах и скоростей звездообразования.

Ссылаясь на новое исследование, Том Джарретт из Университета Кейптауна, Южная Африка, говорит: «Эта работа прекрасно иллюстрирует мощную синергию между оптическими и инфракрасными наблюдениями галактик, раскрывая звездные движения с помощью спектроскопии SDSS и SALT, и другие звездные свойства - особенно звездная масса или «костяк» галактик - полученные с помощью инфракрасных снимков с WISE».

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. Астроном Вера Рубин была пионером в работе над скоростью вращения галактик, показав, что 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. Команда Огла считает, что супер спирали значительно превышают ожидаемую скорость вращения.

Суперспирали также находятся в крупных ореолах темной материи. Самый массивный ореол, который измерял Огл, содержит достаточно темной материи, чтобы весить как минимум в 40 триллионов раз больше нашего Солнца. Это количество темной материи обычно содержит группу галактик, а не одну.

«Похоже, что вращение галактики определяется массой гало темной материи», - объясняет Огл.

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. Суперспиральные наблюдения показывают, что неньютоновская динамика не требуется.

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.

«Это первый раз, когда мы нашли спиральные галактики, которые настолько велики, насколько это возможно», - говорит Огл.

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.

Огл и его команда предложили дополнительные наблюдения, чтобы помочь ответить на ключевые вопросы о суперспиралях, включая наблюдения, предназначенные для лучшего изучения движения газа и звезд в их дисках. После запуска в 2021 году космического телескопа НАСА Джеймс Вебб он сможет изучить суперспирали на больших расстояниях и, соответственно, в более молодом возрасте, чтобы узнать, как они развиваются с течением времени. Миссия НАСА WFIRST также поможет помочь найти больше суперспиралей, которые чрезвычайно редки.


(Добавил: RoboAstroNews)

комментарии
1
nikkaknik54 · 18-10-2019

ТМ становится неоспоримой субстанцией современной физики.
PS: И уж массу она приобрела точно не у бозона Хигса:-)

2
nick_s56 · 18-10-2019

nikkaknik. И, заметьте, весьма удобной ))

3
nick_s56 · 18-10-2019

Сплошное нагромождение далеко идущих выводов на основе издалека пришедших соображений....
"...«Похоже, что вращение галактики определяется массой гало темной материи», - объясняет Огл..."
--
Особенности суперспиралей (огромная масса, размеры и скорость вращения) обусловлены молодостью центральных СМЧД, их невероятной энергетичностью.
Со временем энергия СМЧД поиссякнет, суперспирали съёжатся, уменьшатся в размерах и станут обычными галактиками класса Млечного пути. Обычная эволюция, господа.
А тёмная материя - штука "тёмная". Как и дела её...))

4
Sqwair77758 · 18-10-2019

"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..."
Ха! Шутники овощные (овощ, в данном случае - хрен)!
Количество ТэМэ МОДЕЛИРУЕТСЯ, индивидуально, под кажную галактику. И ни что, не мешает проделывать такой же фокус с MOND! :))
А почему бы и в MOND, не подгонять значения под нужные результаты? :)
Ну, это я так, справедливости ради, возмущаюсь энтими тэмологами. И есть от чего. То она (ТэМэ) тёплая, то она холодная, то это микроЧД, а то и вовсе - целые астероиды...
Ну, вот интересно, если модель составлялась для теплой ТэМэ, а в энту модель подставить холодную ТэМэ, будет ли результат одинаков?
И почему нет одной универсальной модели? Ведь известно, что темной в 5 раз больше, чем светлой. Казалось бы, запили одну модель, зависимость светимость-масса, умножай на 5 и плюсуй массу бариона... Но, чёт, для каждой галактики, своя, индивидуальная модель, с индивидуальными параметрами. Доходит, даже до того, что существуют галактики на 99%, состоящие из ТэМэ....
И тут, вылезает, еще более интересный вопрос - а почему, в одних галактиках 99% ТэМэ, в других 30%? От чего и почему такое распределение?

5
Bong46 · 18-10-2019

Странно что только разгоняет, но никак не затормаживает, хотя казалось бы.
И второе, если воздействие такое мощное - почему эти галактики все еще плоские. :)

6
paragonn2244 · 18-10-2019

Ничем не подтверждённые фантазии. И так в каждой второй статье. Но заголовок должен быть броский и интригующий.
Некоторые учёные утверждают, что больше всего тёмной материи в карликовых галактиках. Почему тогда эти карлики не разгоняются до неимоверных скоростей?

7
nick_s56 · 18-10-2019

paragonn22. "..Почему тогда эти карлики не разгоняются до неимоверных скоростей?.."
--
Потому, что в них темная материя другой системы... Карликовой.))

8
viktorchibis32 · 18-10-2019

Последнее время всё больше свидетельств, что не ТМ повторяет топологию БМ, а наоборот – конгломерация и динамика ТМ определяет конгломерацию и динамику БМ.
Уже давно ТМ «прописали» в гало галактик, и что именно оттуда ТМ раскручивает спирали галактик (против чего усиленно возражал Leonid, правда, применительно к холодной ТМ).
Совсем недавно была статья, в которой группа исследователей под руководством Филипа Моча (Philip Mocz) предложила модель, в которой именно ТМ определяет структуру филаментов.
И вот теперь – «Суперспирали находятся в крупных ореолах темной материи. Самый массивный ореол, который измерял Огл, содержит достаточно темной материи, чтобы весить как минимум в 40 триллионов раз больше нашего Солнца. Это количество темной материи обычно содержит группу галактик, а не одну».
Возникает «ощущение», что именно мощные вихри ТМ собирают и закручивают БМ галактик. Отсюда недалеко и до решающей роли ТМ в образовании СМЧД. И вообще, всю крупномасштабную структуру Вселенной надо рассматривать в первую очередь с позиции конгломерации и динамики ТМ.
Вот только знать бы – что такое, эта ТМ.

9
nick_s56 · 18-10-2019

viktorchibis. "..Отсюда недалеко и до решающей роли ТМ в образовании СМЧД.."
--
По-моему, наоборот: решающей роли СМЧД в образовании ТМ.
А в остальном все верно.
"..Вот только знать бы – что такое, эта ТМ.."
В рамках концепции материальной среды (простите, эфира) ТМ это крупномасштабные вихревые структуры, очень слабо взаимодействующие с БМ, однако создающие гравитационное поле и заполняющие весь объем галактик.Основной источник образования - галактические СМЧД.

10
Leonid3135 · 18-10-2019

"..Последнее время всё больше свидетельств, что не ТМ повторяет топологию БМ, а наоборот.." (с)viktorchibis
Вернее будет сказать, что распределение белой и тёмной материи одинаково, не выпячивая ни одну, ни другую. Ну и кстати года три здесь была новость о расчётах орбитальных скоростей основанных на видимом распределении звёзд и газа в нескольких десятках галактик. Кривые орбитальных скоростей оказались такими же, как измеренные инструментально, но в несколько раз меньше. Отсюда неизбежный вывод -- невидимая, но гравитирующая материя распределена по галактике так же, как и видимая.
Неоднократно считал и не бумажке карандашиком, и на модели в компьютере влияние различных распределений материи по сплющенной галактике, в т. ч. и с нахождением большинства материи в виде оболочки (того самого "гало", которое вы упоминаете) и пришёл к такому же выводу -- ВСЯ материя распределена в галактике так же, как и видимая часть её.

11
Bong46 · 18-10-2019

И не попадает ТМ в СМ (или наоборот, СМ вращается вокруг ТМ? Ее же сильно больше) по той же причине, что и кометы в Солнце?
А когда "попадает" происходит тот самый бум, из-за увеличения грав.потенцила увеличивающего давление? :)
(Сколько т.н.ТМ в т.н.ЧД интересно, эт первое и второе только т.н.ЧД "поедают" т.е. отбирают материю у БМ?
ЧМ на оттягивает? На небосводе не наблюдается такого? :).)

12
viktorchibis32 · 18-10-2019

Leonid, я сегодня на даче подклеивал обои бустилатом. Бустилат отстоялся, пришлось размешивать вращением палочки. При вращении более тяжелые частица бустилата собираются в центре. Чем Вам не модель формирования галактик и коллапса СМЧД в изотропном облаке. Возникает, правда, вопрос – с какой это стати ТМ закрутилась в вихре?
С Вашей моделью я с радостью согласился бы, одна проблема – почему мы никак не можем детектировать частицы ТМ, если они распределены равномерно, так же, как БМ, и находятся вокруг нас?

13
dr_ovosek0 · 18-10-2019

"ВСЯ материя распределена в галактике так же, как и видимая часть её".
У меня вопросы с галерки: можно ли сказать, что и в Солнечной системе имеется такое же распределение? И если да, то как оно влияет на расчеты траекторий космических аппаратов? Достаточно ли на орбите Земли и на самой Земле уравнений Ньютона и не скрывали ли чего-то от нас в школе?

14
Bong46 · 18-10-2019

Да шире ставьте вопрос, значит ли что и в плотной Земле (можно Солнце) ее столько же,
т.е. есть т.н.БМ или нет ее это никаким образом не влияет на плотность ТМ,
а если все таки влияет (а как не влияет, если грв.взаимодействие сильно сильнее)
и т.н.ТМ в различных местах в разных концентрациях, то это значит.. (что?). :)
(молчу уже о том, что если Вселенная конечна (а она конечна),
то как т.н.ТМ в этих границах удерживается не разбегаясь и не уплотняясь.
Может и не вращаясь?)

15
nick_s56 · 18-10-2019

Если бы вся материя распределялась в галактике "пропорционально" ее видимой части, не было бы никаких проблем, а также самой необходимости в ТМ...))

16
Leonid3135 · 18-10-2019

dr_ovosek, ну не буквально же надо принимать "так же" :-)
Тёмная она потому и темна, что не реагирует ни со светлой, ни между собой с выделением энергии в виде электромагнитных волн и свою кинетическую энергию не теряет. А поэтому она распределена по галактике равномерно со средней плотностью изменяющейся так же, как средняя плотность видимой материи. На малых расстояниях в несколько десятков световых лет эта средняя плотность практически неизменна и влияние ТМ на таких расстояниях взаимно уравновешенно и может быть обнаружено лишь при очень ТОЧНЫХ измерениях. Так же как при движении внутри Солнечной системы не обнаруживается влияние окружающих звёзд - оно и так-то мало по величине, а разница в расположении ближайших звёзд и их воздействий ещё меньше.

17
nikkaknik54 · 18-10-2019

Леонид: - А поэтому она распределена по галактике равномерно со средней плотностью изменяющейся так же, как средняя плотность видимой материи.---------------------------------------------------------
Не такая уж она и темная, если знает как распределена "белая" материя:-) Ни слова о гравитации:-)

18
Leonid3135 · 18-10-2019

nikkaknik, шпионов (разведчиков) тоже не видно, лишь по косвенным данным (противник узнал о секретах) догадаться можно об их существовании, тут-то и начинается поиск приводящий или не приводящий к поимке. Так и ТМ, вроде бы всё перебрали от аксионов и вимпов до ЧД, а результата нет, как и сусликов :-))

19
dr_ovosek0 · 18-10-2019

-- Ты кролика не видишь?
-- Вижу.
-- Вот и я вижу. А его там нет!

20
378 · 19-10-2019

Темной материи, по все вероятности, действительно нет. Также как нет такой штуки как "тепло". Это свойство обычной материи.

21
Гришин_С_Г102 · 19-10-2019

Потихоньку подтверждается моя давняя спекуляция о том, что барион плавает
в скрытой (тёмной) материи как мусор. Однако, не разрешён ещё вопрос:
"Откуда раскручивается образующие галактику облако - снаружи или из центра?"
Наружное раскручивание, по-моему, происходит из-за разности скоростей несущего облако
(а потом и галактику) потока скрытой (тёмной) матери на его (её) противоположных концах.
Однако и от центрального раскручивания галактик не удаётся отделаться, так как, по-моему.
именно оно вызывает размывание и разрывы галактических вихрей на части (галактики поменьше).

22
Bong46 · 19-10-2019

Н-ну да, как и другой - скрытая(сильно темная) вращается по ходу движения БМ, против, никак или поперек. :))

23
r0bin11 · 19-10-2019

По человеческой логике СМЧД должна раскручивать. (я вот уже чувствую себя жителем большого гироскопа).
Определённо, лучше бы понять не кто кого, а почему вообще вертится.

24
paragonn2244 · 19-10-2019

Почему ТМ не раскручивает эллиптические галактики в блин? Слабо, что ли?

25
viktorchibis32 · 20-10-2019

ST_модель образования ТМ и БМ из изотропной симпльной плазмы тоже говорит о равномерном начальном распределении ТМ и БМ. А вот что происходит дальше?
Факторов масса: инфляция, Хаббловское расширение, флуктуации, градиенты температур и плотностей, разные виды взаимодействий (сил), коллапсы, я бы не исключал начальный момент вращения Вселенной, различие масс частиц ТМ и БМ, различие их взаимодействий и возможности конгломерации, и т.д.
Если в результате всего этого в суммарном облаке Вселенной возникают струи и локальные вихри, то не исключена определённая сепарация частиц ТМ и БМ по областям (связанным между собой гравитационно).

написать комментарий наверх
Для добавления комментария необходимо зарегистрироваться, а затем войти на сайт используя свой логин и пароль.

Если Вы уже зарегистрировались, но забыли пароль - воспользуйтесь нашим разделом восстановления пароля.

© 2002-2020. Все права защищены. AstroNews.ru | Перепечатка любых материалов сайта без разрешения редакции запрещена!