Ett internationellt team ledd av University of Oxford har upptäckt en av de största roterande strukturerna i universum, en tunn kedja av galaxer som snurrar synkront inom en större kosmisk filament. Strukturen ligger cirka 140 miljoner ljusår från jorden och utmanar modeller för galaxbildning. Resultaten, publicerade i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, tyder på att storskaliga kosmiska strukturer påverkar galaxers rotation.
Upptäckten omfattar en rakknivstunn kedja av 14 väterika galaxer arrangerade i en linje på cirka 5,5 miljoner ljusår lång och 117 000 ljusår bred. Denna kedja ligger inuti en bredare kosmisk filament som sträcker sig över ungefär 50 miljoner ljusår och innehåller mer än 280 galaxer. Observationer visar att många galaxer i kedjan roterar i samma riktning som filamenten, ett mönster starkare än vad slumpen skulle förutsäga.
Forskare noterade att galaxer på motsatta sidor av filamentens centrala ryggrad rör sig i motsatta riktningar, vilket indikerar att hela strukturen roterar som en enhet. Modeller uppskattar en rotationshastighet på 110 km/s, med den täta centrala regionen som har en radie på cirka 50 kiloparsek, eller 163 000 ljusår.
Huvudförfattare Dr. Lyla Jung från University of Oxfords fysikavdelning beskrev strukturen: «Det som gör denna struktur enastående är inte bara dess storlek, utan kombinationen av rotationsriktning och rotationsrörelse. Du kan likna det vid tekoppskarusellen på ett nöjesfält. Varje galax är som en snurrande tekopp, men hela plattformen – den kosmiska filamenten – roterar också. Denna dubbla rörelse ger oss en sällsynt insikt i hur galaxer får sin rotation från de större strukturerna de lever i.»
Filamenten verkar ung och ostörd, i ett «dynamiskt kallt» tillstånd med låg intern rörelse. Dess gasrika galaxer, rika på väte – bränslet för stjärnbildning – erbjuder ledtrådar till tidig galaxutveckling. Huvudförfattare Dr. Madalina Tudorache, från Institute of Astronomy vid University of Cambridge och Oxfords fysikavdelning, tillade: «Denna filament är ett fossilt rekord av kosmiska flöden. Den hjälper oss att pussla ihop hur galaxer får sin rotation och växer över tid.»
Teamet använde data från Sydafrikas MeerKAT radioteleskop via MIGHTEE-undersökningen, kombinerat med optiska observationer från Dark Energy Spectroscopic Instrument och Sloan Digital Sky Survey. Professor Matt Jarvis, som leder MIGHTEE-undersökningen vid Oxford, framhöll samarbetet: «Detta visar verkligen kraften i att kombinera data från olika observatorier för att få djupare insikter i hur stora strukturer och galaxer bildas i universum. Sådana studier kan bara uppnås av stora grupper med olika kompetenser.»
Forskningen, som involverar institutioner som University of Cambridge och South African Radio Astronomy Observatory, stöddes av bidrag inklusive ERC Advanced Grant och UKRI Frontiers Research Grant. Den kan förfina modeller för galaxutriktningar och stödja framtida undersökningar som de från Euclid-rymdfarkosten och Vera C. Rubin Observatory.