Às vezes, é uma coisa difícil de entender. Embora possa parecer estacionário, o planeta Terra está realmente se movendo a uma velocidade média de 29,78 km / s (107.200 km / h; 66600 mph). E, no entanto, nosso planeta não tem nada no próprio Sol, que viaja ao redor do centro de nossa galáxia a uma velocidade de 220 km / s (792.000 km / h; 492.000 mph).
Mas, como costuma acontecer com o nosso universo, as coisas só ficam mais impressionantes quanto mais longe você olha. De acordo com um novo estudo de uma equipe internacional de astrônomos, as galáxias “super espiraladas” mais massivas do Universo giram duas vezes mais rápido que a Via Láctea. A causa, eles argumentam, são as enormes nuvens (ou halos) da Matéria Negra que cercam essas galáxias.
O estudo, que apareceu recentemente no Cartas astrofísicas do diário, foi conduzido por astrônomos do Instituto de Ciências do Telescópio Espacial (STSI), da Universidade da Cidade do Cabo, da Faculdade de Nova Jersey, da Universidade de Tecnologia Swinburne, da Universidade do Cabo Ocidental e do Instituto de Tecnologia da Califórnia.
As super galáxias espirais são um fenômeno relativamente novo para os astrônomos, tendo sido descobertas apenas como resultado de dados obtidos pelo Sloan Digital Sky Survey (SDSS) e pelo Banco de Dados Extragaláctico da NASA / IPAC (NED). Somente cerca de 100 são conhecidos até o momento, mas o que observamos nesses poucos mostra que esses objetos são nada menos que excepcionais.
Além de serem muito maiores que a Via Láctea, eles também são mais brilhantes e contêm muito mais estrelas. A maior mede cerca de 450.000 anos-luz de diâmetro (em comparação com a Via Láctea, que mede cerca de 100.000 anos-luz) e é cerca de 20 vezes mais massiva. E com base no estudo foi liderado pelos pesquisadores do STSI, eles também parecem girar muito mais rápido.
Para o estudo, a equipe contou com novos dados reunidos com o Grande Telescópio da África Austral (SALT) para medir as curvas de rotação de 23 galáxias espirais massivas conhecidas. Dados adicionais foram fornecidos pelo telescópio Hale de 5 metros no Observatório Palomar, enquanto a missão WISE (Wide Field Infrared Survey Explorer) da NASA forneceu dados vitais sobre as massas das galáxias e as taxas de formação de estrelas.
Como Tom Jarrett, da Universidade da Cidade do Cabo, na África do Sul, disse sobre o estudo:
“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 - através da imagem de infravermelho médio do WISE . ”
O que eles descobriram foi que essas galáxias giram muito mais rapidamente que a Via Láctea, com a maior rotação a uma taxa de até 570 km / s (350 mps) - quase três vezes mais rápido. Além disso, a equipe descobriu que a velocidade de rotação das super espirais excedia amplamente a massa de suas estrelas, gás e poeira constituintes. Isso está de acordo com o que os cientistas observam há décadas, o que sugere que a matéria escura é responsável.
“Super espirais são extremas em muitas medidas. Eles quebram os recordes de velocidade de rotação ”, disse Patrick Ogle, pesquisador do STSI e principal autor do estudo. "Parece que o giro de uma galáxia é definido pela massa de sua auréola de matéria escura ... Esta é a primeira vez que encontramos galáxias espirais tão grandes quanto possível."
Essencialmente, Ogle e seus colegas concluíram que as super espirais são cercadas por halos maiores que a média da matéria escura. De fato, Ogle e sua equipe determinaram que o halo mais massivo era equivalente a cerca de 40 trilhões de massas solares. Os astrônomos geralmente esperam encontrar essa matéria escura em torno de um grupo de galáxias, em vez de uma única.
Este estudo é outra evidência contra teorias alternativas da gravidade que tentam descartar a presença de matéria escura. Um exemplo popular é conhecido como Dinâmica Newtoniana Modificada (MOND), que propõe que, quando se trata das estruturas mais massivas do cosmos (galáxias e aglomerados de galáxias), a gravidade é um pouco mais forte do que seria previsto por Newton ou Einstein.
No entanto, o MOND não pode explicar as velocidades de rotação observadas das super espirais, o que sugere que nenhuma dinâmica não-newtoniana é necessária. Outra conclusão dessas observações foi que as super espirais contêm muito menos estrelas do que seria esperado, dados os halos massivos de matéria escura que os cercam. Isso sugere que uma abundância de matéria escura pode realmente inibir a formação de estrelas nas galáxias.
A equipe de pesquisa sugere duas possibilidades para isso. Por um lado, pode ser que qualquer gás adicional que seja puxado para a galáxia seja aquecido pela rotação rápida até o ponto em que o resfriamento e o aglomerado (e, portanto, o colapso gravitacional) sejam menos prováveis. Por outro lado, é possível que o giro rápido da galáxia perturbe as nuvens de gás, o que dificulta a coalescência e o colapso.
Apesar disso, as super espirais que foram observadas ainda são capazes de experimentar a formação de estrelas - a uma taxa de cerca de 30 massas solares por ano (ou 30 vezes a da Via Láctea). Olhando para o futuro, Ogle e sua equipe esperam realizar mais observações na esperança de aprender mais sobre o movimento de gás e estrelas nos discos das super espirais.
É provável que essas e outras questões relacionadas às super espirais sejam abordadas por instrumentos da próxima geração, como o Telescópio Espacial James Webb (JWST) e o Telescópio Espacial Infravermelho de Campo Largo (WFIRST). Uma vez implantados, esses telescópios poderão estudar mais super espirais a distâncias ainda maiores, o que correspondentemente ocorrerá em uma fase anterior
