Impresión artística de los filamentos cósmicos: enormes puentes de galaxias y materia oscura conectan grupos de galaxias. Las galaxias están orientadas en órbitas en forma de espiral hacia grandes cúmulos en sus extremos y en su interior. Su luz se vuelve azul cuando se acercan a nosotros y se vuelve roja cuando se alejan. Fuente: AIP / A. Khalatyan / J. Fohlmeister

Al mapear el movimiento de las galaxias en enormes filamentos que conectan la red cósmica, los astrónomos del Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam (AIP), en colaboración con científicos en China y Estonia, encontraron que estos largos zarcillos de galaxias giran en una escala de cientos. Millones de años luz. Nunca antes habíamos visto una rotación en escalas tan masivas. Los resultados han sido publicados en astronomía natural Sugieren que el momento angular se puede generar a niveles sin precedentes.

Los filamentos cósmicos son enormes puentes de galaxias y materia oscura que conectan grupos de galaxias. Dirigen galaxias hacia y desde grandes cúmulos ubicados en sus extremos. «Al mapear el movimiento de las galaxias de estas formas masivas y supercósmicas utilizando el Sloan Digital Sky Survey, un estudio de cientos de miles de galaxias, hemos encontrado una propiedad notable de estos filamentos: giran». dice Peng Wang, primer autor del estudio ahora publicado y astrónomo de AIP.

Noam Libeskind, iniciador del proyecto en AIP, agrega: «A pesar de ser cilindros delgados, similares en dimensiones a los lápices, de cientos de millones de años luz de largo, pero de unos pocos millones de años luz de diámetro, estos maravillosos zarcillos de materia están girando . » «En estas escalas, las galaxias en su interior son en sí mismas solo muestras de polvo. Se mueven en una espiral u órbita como un interruptor, girando alrededor del centro de la mecha a medida que viajan a lo largo de ella. Nunca antes se había visto un giro de este tipo en una escalas, y el resultado es que debe haber un mecanismo físico hasta ahora desconocido responsable de la torsión de estas cosas «.

Cómo generar el momento angular de espín en un contexto cosmológico es uno de los principales problemas sin resolver en cosmología. En el Modelo Estándar de formación de estructuras, las pequeñas densidades en exceso encontradas en el universo temprano crecen a través de inestabilidades gravitacionales a medida que la materia fluye desde abajo hacia regiones de exceso de densidad. Tal flujo potencial es ilógico o carece de deformación: no hay rotación primitiva en el universo primitivo. Como tal, cualquier rotación debe crearse como estructuras.

La red cósmica en general y los filamentos en particular están estrechamente relacionados con la formación y evolución de las galaxias. También tiene una fuerte influencia en la rotación de las galaxias, a menudo regulando la dirección de rotación de las galaxias y los halos de materia oscura. Sin embargo, no se sabe si la comprensión actual de la formación de la estructura predice que los propios filamentos, al ser cuerpos semilineales sin partículas, deberían rotar.

«Motivados por la sugerencia del Dr. Mark Nerink de que los filamentos podrían rotar, examinamos la distribución galáctica observada para la rotación de los filamentos», dice Noam Libeskind. «Es grandioso ver esta confirmación de que los filamentos intergalácticos circulan en el universo real, así como en simulaciones por computadora». Utilizando un método de mapeo sofisticado, la distribución observada de las galaxias se dividió en filamentos. Cada filamento fue redondeado por un cilindro.

Las galaxias del interior se dividieron en dos regiones a cada lado de la columna vertebral filamentosa (en proyección) y se midió cuidadosamente la diferencia de corrimiento al rojo medio entre las dos regiones. La diferencia de corrimiento al rojo medio es un proxy de la diferencia de velocidad (corrimiento Doppler) entre las galaxias en el lado que se aleja y el lado que se acerca del tubo filamentoso. Así puede medir la rotación del filamento.

El estudio indica que, dependiendo del ángulo de visión y la masa del punto final, los filamentos del universo muestran una señal clara consistente con la rotación.

Referencia: “Posible evidencia observacional de la rotación del filamento cósmico” por Peng Wang, Noam Libeskind, Elmo Temple, Shi Kang y Quan Gu, 14 de junio de 2021 Disponible aquí. astronomía natural.
DOI: 10.1038 / s41550-021-01380-6