Descoperă cele mai mari structuri rotative din univers – fascinante filamente cosmice în care galaxiile sunt un fel de praf relativ

Impresia artistului despre filamentele cosmice: poduri uriașe de galaxii și materie întunecată conectează grupuri de galaxii între ele. Galaxiile sunt orientate pe orbite în formă de spirală către grupuri mari la capetele lor și în interiorul lor. Lumina lor devine albastră când se îndreaptă spre noi și devine roșie când se îndepărtează. Sursa: AIP / A. Khalatyan / J. Fohlmeister

Prin cartarea mișcării galaxiilor în filamente uriașe care leagă rețeaua cosmică, astronomii de la Institutul Leibniz pentru Astrofizică din Potsdam (AIP), în colaborare cu oamenii de știință din China și Estonia, au descoperit că aceste lungi gălbenușuri ale galaxiilor se rotesc la scară sută. Milioane de ani lumină. Nu am mai văzut niciodată rotație pe scări atât de mari. Rezultatele au fost publicate în astronomie naturală Acestea sugerează că impulsul unghiular poate fi generat la niveluri fără precedent.

Filamentele cosmice sunt uriașe poduri de galaxii și materie întunecată care leagă grupuri de galaxii între ele. Ei direcționează galaxiile către și dinspre grupuri mari situate la capetele lor. „Prin cartarea mișcării galaxiilor în aceste moduri masive, supracosmice, folosind Sloan Digital Sky Survey – un sondaj de sute de mii de galaxii – am găsit o proprietate remarcabilă a acestor filamente: acestea se rotesc.” spune Peng Wang, primul autor al studiului publicat acum și astronom la AIP.

Noam Libeskind, inițiatorul proiectului la AIP, adaugă: „În ciuda faptului că sunt cilindri subțiri – asemănători ca dimensiuni cu creioanele – lungi de sute de milioane de ani-lumină, dar cu câteva milioane de ani-lumină în diametru, aceste minunate tendoane de materie se răsucesc . ” „Pe aceste solzi, galaxiile din interior sunt ele însele doar mostre de praf. Se mișcă pe o spirală sau orbită ca un comutator, rotind în jurul mijlocului fitilului în timp ce călătoresc de-a lungul ei. O astfel de rotire nu a mai fost văzută până acum pe o masă atât de masivă. scară, iar rezultatul este că trebuie să existe Există un mecanism fizic necunoscut până acum responsabil pentru cuplul acestor lucruri. „

Cum se generează impulsul unghiular al spinului într-un context cosmologic este una dintre problemele majore nerezolvate din cosmologie. În modelul standard de formare a structurii, densitățile mici în exces găsite în universul timpuriu cresc prin instabilități gravitaționale, pe măsură ce materia curge de dedesubt în regiuni cu densitate excesivă. Un astfel de flux potențial este ilogic sau lipsit de urzeală: nu există nicio rotație primitivă în universul timpuriu. Ca atare, orice rotație trebuie creată ca structuri.

Rețeaua cosmică în general și filamentele în special sunt strâns legate de formarea și evoluția galaxiilor. De asemenea, are o influență puternică asupra rotației galaxiilor, reglând adesea direcția de rotație a galaxiilor și halourilor de materie întunecată. Cu toate acestea, nu se știe dacă înțelegerea actuală a formării structurii prezice că filamentele în sine, fiind corpuri semi-liniare fără particule, ar trebui să se rotească.

„Motivați de sugestia doctorului Mark Nerink că filamentele s-ar putea roti, am examinat distribuția galactică observată pentru rotația filamentelor”, spune Noam Libeskind. „Este minunat să vedem această confirmare că filamentele intergalactice circulă în universul real, precum și în simulări pe computer.” Folosind o metodă sofisticată de cartografiere, distribuția observată a galaxiilor a fost împărțită în filamente. Fiecare filament era rotunjit de un cilindru.

Galaxiile din interior au fost împărțite în două regiuni de ambele părți ale coloanei vertebrale filamentoase (în proiecție) și diferența medie de deplasare la roșu între cele două regiuni a fost măsurată cu atenție. Diferența medie de deplasare la roșu este un proxy pentru diferența de viteză (deplasare Doppler) între galaxiile de pe partea care se retrage și de partea care se apropie a tubului filamentos. Astfel el poate măsura rotația filamentului.

Studiul indică faptul că, în funcție de unghiul de vizualizare și de masa finală, filamentele din univers prezintă un semnal clar în concordanță cu rotația.

Referință: „Posibile dovezi observaționale pentru rotația filamentelor cosmice” de Peng Wang, Noam Libeskind, Templul Elmo, Shi Kang și Quan Gu, 14 iunie 2021 Disponibil aici. astronomie naturală.
DOI: 10.1038 / s41550-021-01380-6