超级螺旋星系，其不可思议的旋转速度说明暗物质的存在
“坐地日行八千里，巡天遥看一千河。”我们感觉不到的的地球的旋转，但实际上它以29.78km/s的平均速度运动，然而，我们地球的相对于太阳来说，这速度就慢得可怜了，太阳以km/s的速度绕银河系中心旋转。
但相对于整个宇宙，看得越多，看得越远，越发现人类的渺小。根据国际天文学家团队的一项最新研究，宇宙中最大的“超级螺旋”星系的旋转速度是银河系的两倍。
这项研究最近发表在《天体物理学期刊快报》上，由来自太空望远镜科学研究所（STSI），开普敦大学，新泽西大学，斯威本科技大学，西开普大学以及加州理工学院的天文学家共同研究。
超级螺旋星系图像。图片来源：NASA
超级漩涡星系是天文学家发现的新的星系，迄今为止，已知的超级螺旋星系只有约个，但是我们从这少数几个对象中观察到的结果表明，这些星系还有很多。
除了比银河系大得多之外，它们还更亮并且包含更多的恒星。最大超级螺旋星系的直径约为,光年，约是银河系直径的20倍，它们的旋转速度似乎也更快。
为了进行研究，研究小组依靠南部非洲大型望远镜（SALT）收集的新数据来测量23个已知的大型超级螺旋星系的自转曲线。而美国宇航局的广域红外线巡天探测卫星（WISE）提供超级螺旋星系的的恒星形成率的重要数据。
正如南非开普敦大学的汤姆·贾瑞特（TomJarrett）所说：“这项工作很好地说明了星系的光学和红外观测之间的强大协同作用，并通过红外成像揭示了恒星运动以及其他恒星特性，尤其是宿主星系的恒星质量。”
美国国家航空航天局（NASA）存档的图像发现，这些星系的旋转速度比银河系快得多，最大的旋转速度高达km/s，几乎是太阳绕银河系旋转速度的三倍。这与科学家数十年来的观察结果一致，这表明暗物质是明显存在的，因为我们知道，旋转速度越快，离心率越大，而引力不足以支撑这么快的速度，所以必然有暗物质的存在。从许多方面来说，超级螺旋打破了转速记录。研究人员称，星系的自旋是由暗物质的质量决定的，这是我们第一次发现螺旋星系。
从星系形成的数值模拟获得的宇宙大约30亿年的暗物质分布。
螺旋星系最大的光环相当于大约40万亿个太阳质量，天文学家通常期望在一组星系而不是单个星系周围发现这么多的暗物质。
这项研究是另一种证据，反对试图排除暗物质存在的引力替代理论。一个经典的例子是改进牛顿动力学，它提出，当涉及到宇宙中最大的结构（星系和星系团）时，重力要比牛顿或爱因斯坦所预测的稍强。
但是，改进牛顿动力学无法解释观察到的超螺旋旋转速度，这表明不需要非牛顿动力学。从这些观察中得出的另一个结论是，考虑到围绕它们的巨大暗物质，超级螺旋所包含的恒星比预期的要少得多。这表明大量的暗物质实际上可以抑制星系中的恒星形成。
研究小组提出了两种可能性。一方面，可能是通过快速旋转将被吸入银河系的任何物体加热到不可能冷却和结块（因此引力坍塌）的程度。另一方面，银河系的快速自旋可能会破坏气云，使它们难以聚结和坍塌。
詹姆斯·韦伯太空望远镜和广域红外太空望远镜可能会解决与超螺旋有关的这些问题。一旦部署，这些望远镜将能够在更大的距离上研究更多的超级螺旋星系。尽管如此，已经观察到的超级螺旋仍然能够演示恒星的形成，在未来希望进行进一步的观察，以期了解更多有关超级螺旋星系及恒星运动的信息。
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