p Quando se trata de galáxias, quão rápido é rápido? A via Láctea, uma galáxia espiral média, gira a uma velocidade de 130 milhas por segundo (210 km / s) na vizinhança do nosso sol. Uma nova pesquisa descobriu que as galáxias espirais mais massivas giram mais rápido do que o esperado. Essas "super espirais, "o maior dos quais pesa cerca de 20 vezes mais do que a nossa Via Láctea, gire a uma taxa de até 350 milhas por segundo (570 km / s). p Super espirais são excepcionais em quase todos os aspectos. Além de ser muito mais maciço que a Via Láctea, eles também são mais brilhantes e maiores em tamanho físico. O maior vão 450, 000 anos-luz em comparação com os 100 da Via Láctea, Diâmetro de 000 anos-luz. Apenas cerca de 100 super espirais são conhecidas até o momento. As super espirais foram descobertas como uma nova classe importante de galáxias durante o estudo de dados do Sloan Digital Sky Survey (SDSS), bem como do NASA / IPAC Extragalactic Database (NED).

p "Super espirais são extremas em muitas medidas, "diz Patrick Ogle, do Space Telescope Science Institute em Baltimore, Maryland. "Eles quebram os recordes de velocidade de rotação."

p Ogle é o primeiro autor de um artigo publicado em 10 de outubro, 2019, no Astrophysical Journal Letters . O artigo apresenta novos dados sobre as taxas de rotação de super espirais coletadas com o Southern African Large Telescope (SALT), o maior telescópio óptico único no hemisfério sul. Dados adicionais foram obtidos usando o telescópio Hale de 5 metros do Observatório Palomar, operado pelo California Institute of Technology. Os dados da missão Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) da NASA foram cruciais para medir as massas das galáxias nas estrelas e as taxas de formação de estrelas.

p Referindo-se ao novo estudo, Tom Jarrett, da Universidade da Cidade do Cabo, África do Sul diz, "Este trabalho ilustra lindamente a poderosa sinergia entre observações ópticas e infravermelhas de galáxias, revelando movimentos estelares com espectroscopia SDSS e SALT, e outras propriedades estelares - notadamente a massa estelar ou 'espinha dorsal' das galáxias hospedeiras - por meio da imagem infravermelha média WISE. "

p A teoria sugere que as superespirais giram rapidamente porque estão localizadas dentro de nuvens incrivelmente grandes, ou halos, de matéria escura. A matéria escura está ligada à rotação da galáxia há décadas. A astrônoma Vera Rubin foi pioneira no trabalho com taxas de rotação de galáxias, mostrando que as galáxias espirais giram mais rápido do que se sua gravidade fosse exclusivamente devida às estrelas e ao gás constituintes. Um adicional, substância invisível conhecida como matéria escura deve influenciar a rotação da galáxia. Espera-se que uma galáxia espiral de uma determinada massa nas estrelas gire a uma certa velocidade. A equipe de Ogle descobriu que as super espirais excedem significativamente a taxa de rotação esperada.

p Super espirais também residem em halos de matéria escura maiores do que a média. O halo mais massivo que Ogle mediu contém matéria escura o suficiente para pesar pelo menos 40 trilhões de vezes mais que o nosso sol. Essa quantidade de matéria escura normalmente conteria um grupo de galáxias em vez de uma única galáxia.

p "Parece que a rotação de uma galáxia é determinada pela massa de seu halo de matéria escura, "Ogle explica.

p O fato de que as superespirais quebram a relação usual entre a massa da galáxia nas estrelas e a taxa de rotação é uma nova evidência contra uma teoria alternativa da gravidade conhecida como Dinâmica Newtoniana Modificada, ou MOND. O MOND propõe que nas maiores escalas, como galáxias e aglomerados de galáxias, a gravidade é ligeiramente mais forte do que seria previsto por Newton ou Einstein. Isso faria com que as regiões externas de uma galáxia espiral, por exemplo, girar mais rápido do que o esperado com base em sua massa em estrelas. MOND é projetado para reproduzir a relação padrão nas taxas de rotação da espiral, portanto, não pode explicar outliers como super espirais. As observações da super espiral sugerem que nenhuma dinâmica não newtoniana é necessária.

p Apesar de serem as galáxias espirais mais massivas do universo, as superespirais têm peso insuficiente em estrelas, em comparação com o que seria esperado para a quantidade de matéria escura que contêm. Isso sugere que a grande quantidade de matéria escura inibe a formação de estrelas. Existem duas causas possíveis:1) Qualquer gás adicional que é puxado para a galáxia colide e aquece, impedindo-o de esfriar e formar estrelas, ou 2) O giro rápido da galáxia torna mais difícil o colapso das nuvens de gás devido à influência da força centrífuga.

p "Esta é a primeira vez que encontramos galáxias espirais que são as maiores que podem chegar, "Ogle diz.

p Apesar dessas influências perturbadoras, super espirais ainda são capazes de formar estrelas. Embora as maiores galáxias elípticas tenham formado todas ou a maioria de suas estrelas há mais de 10 bilhões de anos, super espirais ainda estão formando estrelas hoje. Eles convertem cerca de 30 vezes a massa do Sol em estrelas a cada ano, o que é normal para uma galáxia desse tamanho. Por comparação, nossa Via Láctea forma cerca de uma massa solar de estrelas por ano.

p Ogle e sua equipe propuseram observações adicionais para ajudar a responder às principais perguntas sobre super espirais, incluindo observações destinadas a estudar melhor o movimento do gás e das estrelas em seus discos. Após seu lançamento em 2021, O telescópio espacial James Webb da NASA poderia estudar super espirais a distâncias maiores e idades correspondentemente mais jovens para aprender como elas evoluem ao longo do tempo. E a missão WFIRST da NASA pode ajudar a localizar mais super espirais, que são extremamente raros, graças ao seu amplo campo de visão.