Астрономы недавно сообщили, что они обнаружили «тонкую, как лезвие», галактическую нить, состоящую из богатых водородом галактик, примерно в 140 миллионах световых лет от Земли, и подтвердили, что вся структура вращается. Он считается одной из крупнейших вращающихся структур, когда-либо обнаруженных. Ожидается, что исследование, опубликованное в «Ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества», предоставит важную информацию о том, как галактики формировались и приобретали вращение в ранней Вселенной.
«Космическая паутина» во Вселенной состоит из огромной темной материи и галактических нитей. Эти космические нити представляют собой одновременно структурные скелеты и «магистрали», которые транспортируют материю и импульс к галактикам. Исследовательская группа отметила, что волокна в ближайшем космосе, содержащие большое количество вращающихся вместе галактик, особенно подходят для изучения того, как галактики «перехватывают» вращение и газ из более крупномасштабных структур, а также могут проверить существующие теории о том, как крупномасштабное вращение Вселенной постепенно накапливается на протяжении десятков миллионов световых лет.
В ходе этого наблюдения команда обнаружила 14 соседних галактик, богатых нейтральным водородом, которые были почти выровнены, образуя чрезвычайно тонкую нить длиной около 5,5 миллионов световых лет и шириной всего около 117 000 световых лет. Эта «нить» встроена в гораздо более крупную космическую нить, которая содержит более 280 галактик и имеет общую длину около 50 миллионов световых лет. Наблюдения показывают, что направление вращения значительного числа галактик согласуется с направлением вращения всей нити, которое значительно превышает ожидаемое при случайном распределении. Это бросает вызов существующим теориям и подразумевает, что влияние крупномасштабной структуры Вселенной на вращение галактик может быть сильнее и длиться дольше.
Исследователи также обнаружили, что галактики по обе стороны от «главного хребта» волокна демонстрировали обратное движение, что указывает на то, что вся структура вращалась как единое целое. Благодаря расчетам динамической модели волокна они определили скорость вращения около 110 километров в секунду и оценили, что радиус плотной центральной области волокна составляет около 50 000 парсеков (около 163 000 световых лет). Исследовательская группа наглядно сравнила это явление с «вращающейся чашкой» в парке развлечений: каждая галактика подобна вращающейся чашке, и платформа, которая их несет, сама космическая нить, тоже вращается. Это «двойное вращение» открывает редкую возможность понять, как галактики получают вращение благодаря крупномасштабной структуре, в которой они расположены.
Судя по своим динамическим характеристикам, эта галактическая нить кажется еще молодой и относительно «невозмутимой». Существование большого количества галактик, богатых водородом, и низкая амплитуда внутреннего движения указывают на то, что они находятся в так называемом «динамически холодном» состоянии и, возможно, все еще находятся на ранних стадиях эволюции. Поскольку водород является сырьем для звездообразования, богатые водородом галактики часто означают, что эти галактики все еще активно накапливают или сохраняют «топливо», необходимое для формирования звезд, и, следовательно, представляют собой идеальный образец для изучения ранних или текущих стадий формирования и эволюции галактик.
Нейтральный газообразный водород чрезвычайно чувствителен к возмущениям движения, поэтому богатые водородом галактики также являются отличными «индикаторами» для отслеживания потока газа в космических нитях. Наблюдая за распределением и движением газообразного водорода, исследователи могут более четко увидеть, как газ «переносится» в галактику по нитям, тем самым делая вывод о том, как угловой момент передается в космической паутине, тем самым влияя на структуру, вращение и эффективность звездообразования галактики. Ожидается, что этот результат также станет основой для будущих наблюдений слабой гравитационной линзы в космологии, поскольку собственная форма и ориентация самой галактики вызовут загрязнение «внутреннего выравнивания» соответствующих измерений, которое необходимо охарактеризовать и исправить в модели.
В работе использовались данные радиотелескопа MeerKAT в Южной Африке, который состоит из 64 соединенных между собой радиоантенн и является одним из самых мощных радиотелескопов, действующих сегодня. Исследовательская группа идентифицировала это вращающееся волокно в проекте исследования глубокого космоса под названием MIGHTEE и объединила оптические наблюдения Спектрорадиометра темной энергии (DESI) и Слоановского цифрового обзора неба (SDSS), чтобы подтвердить, что оно имеет как общее выравнивание направления вращения галактики, так и крупномасштабное общее вращение. Один из руководителей исследования заявил, что эта нить подобна «ископаемой записи течения Вселенной», помогая людям проследить, как галактики накапливали вращение и постепенно росли на протяжении долгой истории Вселенной.