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Scopri le più grandi strutture rotanti dell’universo: affascinanti filamenti cosmici in cui le galassie sono una specie di polvere relativamente

Rappresentazione artistica dei filamenti cosmici: enormi ponti di galassie e materia oscura collegano insieme gruppi di galassie. Le galassie sono orientate in orbite a spirale verso grandi ammassi alle loro estremità e al loro interno. La loro luce diventa blu quando si muovono verso di noi e diventa rossa quando si allontanano. Fonte: AIP / A. Khalatyan / J. Fohlmeister

Mappando il movimento delle galassie in enormi filamenti che collegano la rete cosmica, gli astronomi dell’Istituto Leibniz per l’astrofisica di Potsdam (AIP), in collaborazione con scienziati in Cina ed Estonia, hanno scoperto che questi lunghi viticci di galassie ruotano sulla scala delle centinaia. Milioni di anni luce. Non abbiamo mai visto una rotazione su scale così massicce prima d’ora. I risultati sono stati pubblicati in astronomia naturale Suggeriscono che il momento angolare può essere generato a livelli senza precedenti.

I filamenti cosmici sono enormi ponti di galassie e materia oscura che collegano insieme gruppi di galassie. Dirigono le galassie da e verso grandi ammassi situati alle loro estremità. “Mappando il movimento delle galassie in questi modi massicci e super-cosmici utilizzando lo Sloan Digital Sky Survey – un’indagine su centinaia di migliaia di galassie – abbiamo trovato una proprietà notevole di questi filamenti: ruotano”. dice Peng Wang, primo autore dello studio ora pubblicato e astronomo dell’AIP.

Noam Libeskind, iniziatore del progetto all’AIP, aggiunge: “Nonostante siano cilindri sottili – di dimensioni simili a matite – lunghi centinaia di milioni di anni luce, ma di qualche milione di anni luce di diametro, questi meravigliosi viticci di materia ruotano .” “Su queste scale, le galassie all’interno sono esse stesse solo campioni di polvere. Si muovono su una spirale o orbitano come un interruttore, ruotando intorno al centro dello stoppino mentre lo percorrono. Una tale rotazione non è mai stata vista prima su una massa così massiccia. bilance, e il risultato è che deve essere C’è un meccanismo fisico finora sconosciuto responsabile della coppia di queste cose.”

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Come generare il momento angolare di spin in un contesto cosmologico è uno dei maggiori problemi irrisolti in cosmologia. Nel Modello Standard della formazione delle strutture, le piccole densità in eccesso trovate nell’universo primordiale crescono attraverso le instabilità gravitazionali mentre la materia scorre dal basso verso le regioni di densità in eccesso. Un tale flusso potenziale è illogico o privo di curvatura: non esiste una rotazione primitiva nell’universo primordiale. Pertanto, qualsiasi rotazione deve essere creata come strutture.

La rete cosmica in generale ei filamenti in particolare sono strettamente legati alla formazione e all’evoluzione delle galassie. Ha anche una forte influenza sulla rotazione delle galassie, spesso regolando la direzione di rotazione delle galassie e gli aloni di materia oscura. Tuttavia, non è noto se l’attuale comprensione della formazione della struttura preveda che i filamenti stessi, essendo corpi semilineari non particellari, debbano ruotare.

“Motivati ​​dal suggerimento del Dr. Mark Nerink che i filamenti potrebbero ruotare, abbiamo esaminato la distribuzione galattica osservata per la rotazione dei filamenti”, afferma Noam Libeskind. “È fantastico vedere questa conferma che i filamenti intergalattici circolano nell’universo reale, così come nelle simulazioni al computer”. Utilizzando un sofisticato metodo di mappatura, la distribuzione osservata delle galassie è stata suddivisa in filamenti. Ogni filamento era arrotondato da un cilindro.

Le galassie all’interno sono state divise in due regioni su entrambi i lati della spina dorsale filamentosa (in proiezione) e la differenza media di redshift tra le due regioni è stata accuratamente misurata. La differenza media del redshift è un proxy per la differenza di velocità (spostamento Doppler) tra le galassie sul lato in allontanamento e sul lato in avvicinamento del tubo filamentoso. Così può misurare la rotazione del filamento.

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Lo studio indica che, a seconda dell’angolo di visione e della massa del punto finale, i filamenti nell’universo mostrano un chiaro segnale coerente con la rotazione.

Riferimento: “Possibili prove osservative per la rotazione del filamento cosmico” di Peng Wang, Noam Libeskind, Elmo Temple, Shi Kang e Quan Gu, 14 giugno 2021 Disponibile qui. astronomia naturale.
DOI: 10.1038 / s41550-021-01380-6