Struktur berputar terbesar ditemukan di alam semesta – Filamen kosmik fantastis di mana galaksi relatif hanya partikel debu

Dengan memetakan pergerakan galaksi dalam filamen raksasa yang menghubungkan jaring kosmik, para astronom di Institut Leibniz untuk Astrofisika Potsdam (AIP), bekerja sama dengan para ilmuwan di Cina dan Estonia, menemukan bahwa sulur galaksi panjang ini berputar pada orde ratusan juta. tahun cahaya. Tidak pernah ada rotasi dengan proporsi yang begitu besar. Hasil dipublikasikan di Astronomi alam berarti bahwa momentum sudut dapat dihasilkan dalam besaran yang belum pernah terjadi sebelumnya.

Filamen kosmik adalah jembatan besar galaksi dan materi gelap yang menghubungkan gugus galaksi bersama-sama. Mereka menyalurkan galaksi ke dalam kelompok besar yang berada di ujungnya. “Dengan memetakan pergerakan galaksi di jalan raya super kosmik raksasa ini dengan survei Sloan Digital Sky – survei terhadap ratusan ribu galaksi – kami menemukan properti luar biasa dari filamen ini: mereka berputar,” kata Peng Wang, penulis utama buku ini. diterbitkan Studi dan astronom di AIP.

“Meskipun mereka silinder tipis – mirip dengan pensil – panjangnya ratusan juta tahun cahaya, tetapi diameternya hanya beberapa juta tahun cahaya, benang materi yang fantastis ini berputar,” tambah Noam Libeskind, penggagas proyek di AIP. “Pada skala ini, galaksi itu sendiri hanyalah partikel debu. Mereka bergerak pada spiral atau trek seperti pembuka botol dan mengorbit pusat filamen saat mereka bergerak di sepanjang itu. Rotasi seperti itu belum pernah terlihat dalam skala sebesar itu sebelumnya, dan implikasinya adalah pasti ada mekanisme fisik yang belum diketahui yang bertanggung jawab atas torsi benda-benda ini.”

Bagaimana momentum sudut yang bertanggung jawab atas rotasi dihasilkan dalam konteks kosmologis adalah salah satu masalah utama kosmologi yang belum terpecahkan. Dalam model standar pembentukan struktur, kepadatan lebih kecil yang ada di alam semesta awal tumbuh karena ketidakstabilan gravitasi ketika materi mengalir dari daerah yang kurang padat ke daerah yang terlalu padat. Aliran potensial seperti itu bebas dari rotasi atau gelombang: Di alam semesta awal tidak ada rotasi primer. Dengan demikian, setiap rotasi harus dibuat sebagai struktur.

Jaring kosmik pada umumnya dan filamen pada khususnya terkait erat dengan pembentukan dan evolusi galaksi. Mereka juga memiliki pengaruh kuat pada putaran galaksi dan sering mengatur arah di mana galaksi dan lingkaran cahaya materi gelapnya berotasi. Namun, tidak diketahui apakah pemahaman saat ini tentang pembentukan struktur memprediksi bahwa filamen itu sendiri, yang merupakan objek quasi-linear non-runtuh, harus berputar.

Didorong oleh saran dari ahli teori Dr. Mark Neyrinck bahwa filamen dapat berputar, kami memeriksa distribusi galaksi yang diamati dan mencari rotasi filamen, ”kata Noam Libeskind. “Sungguh luar biasa melihat konfirmasi ini bahwa filamen intergalaksi berotasi baik di alam semesta nyata maupun dalam simulasi komputer.” Menggunakan metode pemetaan yang cerdik, distribusi galaksi yang diamati disegmentasi menjadi filamen. Setiap filamen didekati dengan silinder.

Galaksi di dalamnya dibagi menjadi dua wilayah di kedua sisi tulang belakang filamen (dalam proyeksi) dan perbedaan pergeseran merah rata-rata antara kedua wilayah diukur dengan cermat. Perbedaan pergeseran merah rata-rata adalah proksi untuk perbedaan kecepatan (pergeseran Doppler) antara galaksi-galaksi di sisi tabung filamen yang mundur dan mendekat. Dengan itu dia bisa mengukur putaran filamen.

Studi ini menyiratkan bahwa tergantung pada sudut pandang dan massa titik akhir, filamen di alam semesta akan menunjukkan sinyal yang jelas yang konsisten dengan rotasi.

Referensi: “Kemungkinan bukti pengamatan putaran filamen kosmik” oleh Peng Wang, Noam I. Libeskind, Elmo Tempel, Xi Kang dan Quan Guo, 14 Juni 2021, Astronomi alam.
DOI: 10.1038 / s41550-021-01380-6