Астрономы, занимающиеся изучением расположения галактик в ближайшем к нам пространстве, выявили крайне любопытное явление: гигантскую нить из галактик, скрученную подобно космическому вихрю, вращающемуся с медленной скоростью. Эта структура, простирающаяся на расстояние не менее 49 миллионов световых лет, является самой протяженной спиралевидной нитью, когда-либо найденной во Вселенной – колоссальным вихревым образованием космической паутины. Это одна из самых масштабных вращающихся структур, которые нам удалось зафиксировать, и она демонстрирует, как космическая паутина влияет на формирование Вселенной и оставляет свой след в расположенных в ней галактиках.
Лайла Джун, физик из Оксфордского университета, отметила, что уникальность этой структуры определяется не только её масштабом, но и согласованной ориентацией галактик, а также их вращением. Для иллюстрации можно провести аналогию с аттракционом «чайные чашки» в парке развлечений: каждая галактика подобна отдельной вращающейся чашке, однако и вся платформа – то есть космическая нить – также совершает вращение. Такое двойное движение позволяет получить редкое представление о механизме, посредством которого галактики получают вращательный импульс от более крупных структур, в которых они расположены.
Космическая паутина представляет собой невидимый, но масштабный и сложный каркас Вселенной, состоящий из огромного количества нитей тёмной материи. Эти нити можно сравнить с космическими автомагистралями, вдоль которых формируются и перемещаются галактики. Ученые под руководством Лайлы Джун совместно с коллегами Мадалиной Тудораке из Оксфорда и Кембриджа впервые выявили эту конкретную нить, проанализировав данные, полученные с помощью радиоинтерферометра MeerKAT в Южной Африке. На удалении приблизительно 440 миллионов световых лет они обнаружили 14 галактик, расположенных в необычайно ровной линии, протянувшейся на 5,5 миллионов световых лет, причем их ориентация была настолько согласованной, что это явление невозможно объяснить случайностью.
Дополнительный анализ данных, полученных с помощью Слоановского цифрового обзора неба и инструмента DESI, позволил обнаружить ещё 283 галактики, расположенных на том же расстоянии и имеющих схожую структуру, которые также показывают выраженную ориентацию вдоль нити. Более детальное изучение смещения света в спектре галактик выявило ещё одну любопытную особенность: с одной стороны нити наблюдалось смещение в синюю сторону, указывающее на приближение к наблюдателю, а с другой — в красную, свидетельствующее об удалении. Это явный признак вращения всей структуры. Специалистам удалось определить скорость этого вращения – приблизительно 110 километров в секунду.
Полученные данные хорошо соответствуют прогнозам, основанным на теории приливного крутящего момента, которая предполагает, что асимметрии в гравитационном поле ранней Вселенной передавали угловой момент формирующимся нитям космической паутины. Более того, обнаружение диффузного холодного нейтрального водорода в нити и высокое содержание водорода в галактиках свидетельствуют о том, что эти нити способны обеспечивать галактики топливом, необходимым для их роста и звездообразования. Единая ориентация галактик также указывает на то, что нити космической паутины могут передавать им угловой момент, что помогает объяснить происхождение вращения галактик.
Обнаружение этой огромной спиралевидной структуры демонстрирует, что взаимосвязи во Вселенной гораздо глубже, чем можно предположить. При этом, масштабные, невидимые ранее образования способны оказывать существенное воздействие, которое не проявляется при поверхностном анализе. Ученые подчеркивают, что данная структура может послужить отличной платформой для исследования взаимосвязи между космической паутиной и формированием галактик.
Работа была в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.