Астрономы только что обнаружили, что самые большие структуры во Вселенной вращаются и образуют закрученные цепочки галактик и темной материи в космической сети. Подобно гигантским космическим смерчам, нити космической паутины медленно вращаются вокруг своей оси, доставляя материал в скопление галактик. Эти огромные структуры состоят из галактик, газа и темной материи и могут иметь размеры до сотен миллионов световых лет. В настоящее время они являются крупнейшими структурами во Вселенной, которые, как мы знаем, вращаются.
Группа под руководством Пэн Ванга (Институт астрофизики Лейбница в Потсдаме (AIP), Германия) обнаружила доказательства вращения этих волокон. Он изучил более 200 000 галактик, наблюдаемых в Sloan Digital Sky Survey. В статье, опубликованной 14 июня в журнале Nature Astronomy , команда сообщила, что ее результаты соответствуют обнаружению ожидаемого сигнала, когда волокна действительно вращаются.
Мы, конечно, давно знаем, что большая часть Вселенной, какой мы ее знаем, вращается, включая звезды, галактики и их скопления. Однако астрономы до сих пор не понимают, коррелируют ли и как эти вращения меньшего масштаба с вращениями в (гораздо) большем масштабе.Вращение межгалактических нитей вокруг своей оси — ключевой элемент этой космической головоломки , — комментирует теоретик Мигель Арагон-Кальво (Национальный автономный университет Мексики). Однако это означает, что должен существовать некий пока неизвестный физический механизм, отвечающий за вращение этих огромных объектов.
Астрономы использовали специальный алгоритм для выявления заметных линейных структур в распределении галактик внутри скоплений. Объединив данные о более чем 17 000 нитей, они обнаружили доказательства того, что галактики на одной стороне «хребта» данной нити обычно имеют большее красное смещение (мера радиальной скорости галактик, то есть, насколько быстро они движутся к Земле или от нее). чем галактики по другую сторону хребта. Именно эта асимметрия в движении наводит ученых на мысль, что галактики вращаются вокруг своих осей волокон со скоростью до 100 километров в секунду (200 000 миль в час). Это может показаться очень быстрым, но в целом это слишком медленно даже для них, чтобы совершить один полный «виток» вокруг нити в настоящее время существования Вселенной.)
Согласно популярным космологическим моделям, гравитация концентрирует материю (как видимую, так и темную) в тонкие слои и удлиненные волокна. Имеются некоторые наблюдательные свидетельства существования разреженного газа и темной материи в этой космической решетке, хотя это, несомненно, довольно редкое явление. Однако сложная трехмерная структура уже хорошо видна в распределении галактик, образовавшихся из этого материала. Компьютерное моделирование и измерения скорости показывают, что темная материя, газ и галактики медленно текут к скоплениям галактик, которые все еще растут в узлах космической сети, где встречаются нити.
Арагон-Кальво был частью команды, которая недавно обнаружила признаки прядения волокна в так называемом Millennium Simulation (MS; Springel et al. 2005) — компьютерное моделирование роста крупномасштабных космических структур, основанное исключительно на темной материи. Теперь он считает, что Ван и его коллеги проделали отличную работу по обнаружению фактического сигнала вращения, наблюдаемого в галактических данных. Ничего удивительного — прямые наблюдения — лучшее подтверждение теоретических предсказаний.
Однако пока неизвестно, как эти штопорообразные движения галактик в космической решетке влияют на вращение более мелких структур, таких как скопления галактик. Интересно, что наблюдаемая асимметрия движения сильнее у нитей, соединяющих более массивные скопления галактик и скопления, что позволяет предположить, что сами скопления влияют на поведение нитей. Ученые, участвующие в этом исследовании, надеются, что их дальнейшая работа может также выявить, на каком этапе формирования волокнистой структуры они ускоряются в своем движении и как это влияет на содержащиеся в них галактики.
Интересно, что, согласно Арагону-Кальво, теории предполагают, что материя в новорожденной Вселенной не должна показывать никакого неслучайного, систематического вращения. Если бы мы могли найти признаки такого первичного вихря, это могло бы указывать на существование до сих пор неизвестных процессов или даже на совершенно новую физику , заключает он. Возможно ли тогда, что Вселенная тоже вращается как единое целое? Это был бы своего рода прорыв.