Une équipe internationale dirigée par l'Université d'Oxford a découvert l'une des plus grandes structures en rotation de l'univers, une fine chaîne de galaxies tournant de manière synchronisée au sein d'un plus grand filament cosmique. Située à environ 140 millions d'années-lumière de la Terre, cette structure remet en question les modèles de formation des galaxies. Les résultats, publiés dans Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, suggèrent que les structures cosmiques à grande échelle influencent la rotation des galaxies.
La découverte concerne une chaîne fine comme un rasoir de 14 galaxies riches en hydrogène alignées sur une ligne d'environ 5,5 millions d'années-lumière de long et 117 000 années-lumière de large. Cette chaîne se trouve à l'intérieur d'un filament cosmique plus large s'étendant sur environ 50 millions d'années-lumière et contenant plus de 280 galaxies. Les observations montrent que de nombreuses galaxies de la chaîne tournent dans la même direction que le filament, un schéma plus fort que ce que prédirait le hasard.
Les chercheurs ont noté que les galaxies situées de part et d'autre de l'épine dorsale centrale du filament se déplacent dans des directions opposées, indiquant que l'ensemble de la structure tourne comme un tout. Les modèles estiment une vitesse de rotation de 110 km/s, la région centrale dense ayant un rayon d'environ 50 kiloparsecs, soit 163 000 années-lumière.
La co-auteure principale, Dr Lyla Jung, du Département de physique de l'Université d'Oxford, a décrit la structure : « Ce qui rend cette structure exceptionnelle, ce n'est pas seulement sa taille, mais la combinaison d'alignement de rotation et de mouvement rotationnel. On peut la comparer à l'attraction des tasses dans un parc d'attractions. Chaque galaxie est comme une tasse tournoyante, mais toute la plateforme – le filament cosmique – tourne aussi. Ce double mouvement nous donne un aperçu rare sur la manière dont les galaxies acquièrent leur rotation des structures plus vastes dans lesquelles elles évoluent. »
Le filament semble jeune et peu perturbé, dans un état « dynamiquement froid » avec un faible mouvement interne. Ses galaxies riches en gaz, abondantes en hydrogène – le carburant de la formation d'étoiles – offrent des indices sur l'évolution précoce des galaxies. La co-auteure principale, Dr Madalina Tudorache, de l'Institute of Astronomy de l'Université de Cambridge et du Département de physique d'Oxford, a ajouté : « Ce filament est un registre fossile des flux cosmiques. Il nous aide à reconstituer comment les galaxies acquièrent leur rotation et grandissent au fil du temps. »
L'équipe a utilisé des données du radiotélescope MeerKAT en Afrique du Sud via l'enquête MIGHTEE, combinées à des observations optiques de l'instrument spectroscopique Dark Energy et du Sloan Digital Sky Survey. Le professeur Matt Jarvis, qui dirige l'enquête MIGHTEE à Oxford, a souligné la collaboration : « Cela démontre vraiment la puissance de la combinaison de données provenant de différents observatoires pour obtenir de meilleurs aperçus sur la formation des grandes structures et des galaxies dans l'Univers. De telles études ne peuvent être réalisées que par de grands groupes aux compétences diverses. »
La recherche, impliquant des institutions comme l'Université de Cambridge et le South African Radio Astronomy Observatory, a été soutenue par des subventions telles qu'une ERC Advanced Grant et une UKRI Frontiers Research Grant. Elle pourrait affiner les modèles d'alignement des galaxies, aidant les futures enquêtes comme celles du vaisseau Euclid et de l'Observatoire Vera C. Rubin.