Во Вселенной бушует гигантское торнадо: астрономы поражены — 283 галактики двигаются как одно целое

Обнаружена вращающуяся структуру из сотен галактик — MNRAS

Астрономы обнаружили удивительное космическое образование — гигантскую цепочку галактик, закрученную словно в медленное космическое торадо. Исследование, опубликованное в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, описывает структуру длиной не менее 49 миллионов световых лет — самую протяжённую вращающуюся нить, когда-либо найденную во Вселенной.

Как космическая паутина формирует галактики

Обнаруженная нить — часть так называемой космической паутины, невидимого остова Вселенной, состоящего из тёмной материи и газа. Именно эта сеть управляет распределением галактик и движением звёздных систем, связывая всё пространство воедино. Похожие явления зафиксированы и в исследовании о водородных галактиках, где учёные наблюдали ранние признаки вращения звёздных систем.

"Эту структуру делает исключительной не только её размер, но и сочетание выравнивания спинов и вращательного движения", — говорит Лайла Юнг, физик из Оксфордского университета.

По словам исследовательницы, каждая галактика в этой структуре вращается вокруг собственной оси, но при этом вся система совершает общее вращение. "Это можно сравнить с аттракционом "чашки" в парке развлечений. Каждая галактика подобна вращающейся чашке, но вся платформа — космическая нить — тоже вращается", — объясняет Юнг.

Необычная находка на расстоянии 440 миллионов световых лет

Исследование проводилось под руководством Лайлы Юнг и Мадалины Тудораче из Оксфорда и Кембриджа. Учёные использовали радиотелескоп MEERKat в Южной Африке в рамках обзора неба MIGHTEE. На расстоянии примерно 440 миллионов световых лет от Земли астрономы заметили 14 галактик, образующих идеальную прямую линию длиной около 5,5 миллиона световых лет и шириной 117 тысяч.

Слишком многие из этих галактик оказались ориентированы одинаково, чтобы считать это случайностью. Чтобы подтвердить наблюдения, исследователи обратились к данным Слоановского цифрового обзора неба (SDSS) и проекта DESI, который собирает спектральную информацию в оптическом, инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах.

На основе этих данных они выявили ещё 283 галактики, находящиеся на том же расстоянии и выстроенные вдоль той же линии. Все они демонстрировали одинаковое выравнивание осей вращения, что указывает на влияние одной и той же крупномасштабной структуры.

Подтверждение вращения нити

Самое впечатляющее открытие учёных связано с красным смещением света от галактик. С одной стороны нити свет смещался в синюю область спектра, что говорит о движении к наблюдателю, а с другой — в красную, что означает удаление. Это прямое доказательство вращения всей структуры. Подобные эффекты ранее связывались с ролью тёмной материи во Вселенной, которая формирует гравитационный каркас для таких гигантских систем.

Согласно моделированию, скорость вращения достигает 110 километров в секунду — примерно столько же, сколько составляет скорость сближения галактик Млечный Путь и Андромеда.

"Мы обнаружили, что галактики демонстрируют убедительные доказательства вращения вокруг хребта волокна, что делает их самой длинной вращающейся структурой, обнаруженной на сегодняшний день", — отмечают авторы исследования.

Связь с теорией приливного момента

Такое поведение полностью согласуется с теорией приливного момента. Согласно этой модели, асимметрии гравитационного поля в ранней Вселенной передавали угловой момент формирующимся нитям космической паутины. Эти нити затем "закручивали" галактики, придавая им вращение и определяя направление спина.

Обнаруженная структура может стать ключом к пониманию того, как галактики получили своё движение. Если раньше считалось, что вращение возникает в результате слияния и столкновений, теперь становится ясно, что большую роль могли сыграть силы на уровне космических волокон.

Плюсы и минусы гипотез о происхождении вращения

Учёные рассматривают несколько объяснений того, как могла сформироваться эта нить и почему она вращается.

Плюсы теории приливного момента:

Подтверждается наблюдениями симметричного вращения галактик.
Объясняет согласованность ориентации спинов.
Совместима с моделями эволюции ранней Вселенной.

Минусы:

Не объясняет, почему именно это волокно сохранило столь упорядоченную структуру.
Требует дополнительных наблюдений, чтобы исключить влияние локальных гравитационных взаимодействий.

Плюсы альтернативной гипотезы — локальных потоков материи:

Может объяснить разницу в плотности газа и концентрации водорода.
Позволяет рассматривать волокно как результат "подпитки" галактик космическим газом.

Минусы:

Нет прямых доказательств влияния потоков на вращение.
Сложно отделить эффект от глобальных процессов.

Космическая паутина как топливная система Вселенной

Присутствие холодного нейтрального водорода в волокнах и богатое содержание водорода в галактиках позволяют предположить, что такие нити снабжают их веществом, необходимым для роста и образования звёзд. Эти структуры действуют как своеобразные "трубопроводы", по которым космический газ поступает в молодые галактики, поддерживая звездообразование. Подобные процессы уже фиксируются при помощи современных инструментов, включая телескоп Уэбба.

Выравнивание спинов вдоль нити также указывает, что угловой момент может передаваться от паутины к галактикам, помогая понять происхождение вращения и эволюции крупных систем.

Сравнение с другими космическими структурами

Космические стены. Огромные скопления галактик, растянутые на сотни миллионов световых лет, не демонстрируют такого выраженного вращения.
Филаменты и узлы. Большинство филаментов хаотичны, их галактики не выстроены так упорядоченно.
Нить Юнг-Тудораче. Отличается чёткой структурой и синхронным движением всех элементов, что делает её уникальной в наблюдаемой Вселенной.

Это открытие подтверждает, что космическая паутина не просто структура из тёмной материи, а динамическая система, формирующая движение и судьбу галактик.