Самые большие структуры во Вселенной демонстрируют четкий сигнал вращения со смещением света

Результаты, опубликованные в Nature Astronomy, показывают, что угловой момент может генерироваться в беспрецедентных масштабах.

Космические нити - это огромные мосты из галактик и темной материи, которые соединяют скопления галактик друг с другом. Они направляют галактики к большим скоплениям, расположенным на концах. «Картографируя движение галактик на этих огромных космических супермагистралях с помощью обзора Sloan Digital Sky, обзора сотен тысяч галактик, мы обнаружили замечательное свойство волокон: они вращаются», - говорит Пэн Ван, первый автор исследования и астроном в AIP.

Ноам Либескинд говорит: «Несмотря на то, что они представляют собой тонкие цилиндры, похожие по размерам на карандаши, длиной в сотни миллионов световых лет, но всего в несколько миллионов световых лет в диаметре, эти фантастические завитки материи вращаются. В масштабах галактики внутри них представляют собой просто пылинки. Они движутся по спирали или подобным штопору орбитам, вращаясь вокруг середины нити, путешествуя по ней. Такое вращение никогда раньше не наблюдалось в таких огромных масштабах, и подразумевается, что должен существовать пока неизвестный физический механизм, ответственный за скручивание этих объектов».

Как возникает угловой момент, ответственный за вращение, в космологическом контексте - одна из ключевых нерешенных проблем космологии. В стандартной модели формирования структуры небольшие сверхплотности, присутствующие в ранней Вселенной, растут из-за гравитационной нестабильности, когда материя перетекает из-под в сверхплотные области. Такой потенциальный поток бывает безвихревым или безвихревым; в ранней Вселенной не было изначального вращения. Таким образом, любое вращение должно генерироваться как форма структуры. Космическая паутина в целом и волокна в частности тесно связаны с формированием и эволюцией галактик. Они также сильно влияют на вращение галактик, часто регулируя направление вращения галактик и их ореолов темной материи. Но неизвестно, предсказывает ли текущее понимание формирования структуры, что сами волокна, будучи несвернутыми квазилинейными объектами, должны вращаться.

«Руководствуясь предположением теоретика доктора Марка Нейринка о том, что волокна могут вращаться, мы исследовали наблюдаемое распределение галактик в поисках вращения волокон», - говорит Ноам Либескинд. «Замечательно видеть подтверждение того, что межгалактические волокна вращаются в реальной Вселенной также как в компьютерном моделировании».

Используя сложный метод картирования, наблюдаемое распределение галактик было сегментировано на нити. Каждая нить была аппроксимирована цилиндром. Галактики внутри него были разделены на две области по обе стороны от хребта волокна (в проекции), и была тщательно измерена разница в среднем красном смещении между этими двумя областями. Средняя разница в красном смещении - показатель разницы скоростей (доплеровского сдвига) между галактиками на удаляющейся и приближающейся стороне трубки накала. Таким образом, он может измерять вращение нити накала. Исследование предполагает, что в зависимости от угла обзора и массы конечной точки волокна во Вселенной демонстрируют четкий сигнал, соответствующий вращению.