Μια νέα αστρονομική ανακάλυψη αποκαλύπτει ένα κοσμικό νήμα μήκους 50 εκατομμυρίων ετών φωτός, μέσα στο οποίο οι γαλαξίες φαίνεται να περιστρέφονται συγχρονισμένα με την ίδια τη δομή. Πρόκειται για μια παρατήρηση που αμφισβητεί όσα γνωρίζουμε για τη σχέση ανάμεσα στο περιβάλλον του κοσμικού ιστού και την εξέλιξη των γαλαξιών.
Το τεράστιο αυτό νήμα, 140 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά, είναι δομημένο ιεραρχικά: στο κέντρο του βρίσκεται μια σειρά από 14 γαλαξίες, ευθυγραμμισμένους σχεδόν τέλεια σε μια ζώνη μήκους 5,5 εκατομμυρίων και πλάτους 117.000 ετών φωτός, όλοι πλούσιοι σε αέριο υδρογόνο απαραίτητο για την αστρογένεση. Αυτή η σειρά ενσωματώνεται σε ένα ευρύτερο κοσμικό νήμα μήκους 50 εκατομμυρίων ετών φωτός που φιλοξενεί συνολικά περίπου 300 γαλαξίες.
Η παράξενη ομοφωνία της περιστροφής
Αυτό που καθιστά μοναδική αυτή τη δομή δεν είναι μόνο η γεωμετρία της, αλλά το ότι πολλοί από τους γαλαξίες της περιστρέφονται προς την ίδια κατεύθυνση με το ίδιο το νήμα.
Η Λάιλα Γιουνγκ από το Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης το περιέγραψε λέγοντας: «Μπορείτε να το φανταστείτε σαν το παιχνίδι με τα φλιτζάνια σε ένα θεματικό πάρκο. Κάθε γαλαξίας είναι σαν ένα περιστρεφόμενο φλιτζάνι αλλά και ολόκληρη η πλατφόρμα – το κοσμικό νήμα – περιστρέφεται επίσης». Αυτή η διπλή κίνηση, σύμφωνα με την ίδια, προσφέρει σπάνιες ενδείξεις για το πώς οι γαλαξίες αποκτούν την περιστροφή τους από τις μεγαλύτερες δομές στις οποίες ανήκουν.
Πώς έγινε η ανακάλυψη
Η Λάιλα Γιουνγκ και η Μανταλίνα Τουδοράτσε ηγήθηκαν της μελέτης χρησιμοποιώντας τα 64 συγχρονισμένα πιάτα του ραδιοτηλεσκοπίου MeerKAT στη Νότια Αφρική.
Κατέγραψαν την κίνηση του ουδέτερου αερίου υδρογόνου τόσο στους γαλαξίες όσο και στο νήμα, συνδυάζοντας τα δεδομένα με οπτικές παρατηρήσεις από το Dark Energy Spectroscopic Instrument στην Αριζόνα και το Sloan Digital Sky Survey στο Νέο Μεξικό.
Ήδη από το 2022 γνωρίζουμε ότι τα νήματα του κοσμικού ιστού περιστρέφονται, αν κρίνουμε από τις κινήσεις των γαλαξιών μέσα τους. Το νέο εύρημα όμως – ότι οι ίδιοι οι γαλαξίες περιστρέφονται γύρω από τον άξονά τους προς την ίδια κατεύθυνση που γυρίζει και το νήμα – ήταν απρόσμενο.
Γιατί η ανακάλυψη προκαλεί έκπληξη
Η περιστροφή ενός γαλαξία θεωρείται ότι αποτελεί «κληρονομιά» από το αρχικό νέφος αερίου που τον γέννησε, πριν από δισεκατομμύρια χρόνια. Όμως οι συγκρούσεις και οι συγχωνεύσεις με άλλους γαλαξίες κατά τη διάρκεια της κοσμικής ιστορίας μπορούν να μεταβάλουν σημαντικά αυτήν την περιστροφή.
Σε αυτήν τη δομή όμως, η περιστροφή του κοσμικού νήματος φαίνεται να κυριαρχεί και να καθορίζει την περιστροφή των γαλαξιών, πιθανώς διοχετεύοντας αέριο κατά μήκος του νήματος και επιβάλλοντας τον προσανατολισμό της περιστροφής τους.
Όπως δήλωσε η Τουδοράτσε:
«Αυτό το νήμα είναι ένα απολιθωμένο αρχείο των κοσμικών ροών. Μας βοηθά να κατανοήσουμε πώς οι γαλαξίες αποκτούν την περιστροφή τους και πώς μεγαλώνουν με τον χρόνο».
Νεαροί γαλαξίες σε πρώιμο στάδιο
Οι γαλαξίες του νήματος φαίνεται να είναι σχετικά νέοι και σε πρώιμο στάδιο εξέλιξης. Είναι πιθανό η περιστροφή τους να αλλάξει όσο ωριμάζουν. Το γεγονός όμως ότι η ροή της ύλης κατά μήκος των κοσμικών νημάτων μπορεί να επηρεάσει τόσο έντονα τις ιδιότητές τους εκπλήσσει τους αστρονόμους και αναμένεται να οδηγήσει σε αλλαγές στα μοντέλα σχηματισμού γαλαξιών.
Επιπτώσεις για τις μελλοντικές παρατηρήσεις
Οι ευθυγραμμίσεις αυτές μπορούν επίσης να επηρεάσουν μετρήσεις ασθενούς βαρυτικού φακού, ένα σημαντικό εργαλείο με το οποίο οι επιστήμονες ανιχνεύουν παραμορφώσεις στις εικόνες των γαλαξιών για να χαρτογραφήσουν την κατανομή της σκοτεινής ύλης. Η κατανόηση του πώς οι γαλαξίες ευθυγραμμίζονται και περιστρέφονται πάνω στα νήματα θα καταστήσει τις μετρήσεις πιο ακριβείς.
Η μελέτη δημοσιεύθηκε στις 4 Δεκεμβρίου στο περιοδικό Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
