Megfigyelések bizonyíthatják a kozmikus szálak forgását

16771

Egy nemzetközi kutatócsoport felfedezte, hogy a Világegyetem legnagyobb struktúrái, a kozmikus háló szálai úgy forognak a saját tengelyük körül, mint a forgószél, miközben az anyagot a galaxishalmazokba vezetik. Ezek a gigantikus struktúrák galaxisokból, gázból és sötét anyagból állnak, és akár több száz millió fényév hosszúak is lehetnek.

Művészi illusztráció a kozmikus háló szálairól, amelyek gázból, galaxisokból és sötét anyagból állnak. A szálakban található galaxisokról kiderült, hogy forognak, és dugóhúzó-mozgással a nagyobb anyagcsoportok, az úgynevezett csomópontok irányába vezetik az anyagot. (Forrás: AIP/ A. Khalatyan/ J. Fohlmeister)

A Peng Wang (Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam, AIP) vezette kutatócsoport a Sloan Digitális Égboltfelmérés Program több mint 200 ezer galaxisát átvizsgálva bizonyítékot talált arra, hogy ezek a szálak forognak. A Nature Astronomy című folyóiratban június 14-én megjelent cikkben a kutatócsoport arra a következtetésre jut, hogy az eredmények „összhangban állnak egy olyan jellel, amire a szálak forgása esetén számítani lehetne”.

A Világegyetem nagy része forog: a csillagok, a galaxisok és a galaxishalmazok is. Azt azonban nem tudjuk, hogy a kisebb nagyságrendű forgások hogyan kapcsolódnak a sokkal nagyobb forgásokhoz. „Az intergalaktikus szálak forgása fontos darabja a kirakósnak.” – kommentálta a felfedezést Miguel Aragon-Calvo (National Autonomous University of Mexico) elméleti szakember. Noam Libeskind (AIP), a kutatócsoport tagja azt nyilatkozta egy sajtótájékoztatón, hogy „Egy még ismeretlen fizikai mechanizmusnak kell állnia ezen objektumok forgása mögött.”.

A kutatócsoport egy algoritmus segítségével hosszúkás struktúrákat azonosított a halmazokban lévő galaxisok eloszlásában. Több mint 17 ezer ilyen szál segítségével bizonyítékot találtak arra, hogy az egyes szálak „gerincének” egyik oldalán található galaxisok általában nagyobb vöröseltolódással rendelkeznek, mint a másik felén lévők (ez a mérőszám mutatja meg egy galaxis radiális sebességét a Föld felé haladva vagy a Földtől távolodva). A mozgási aszimmetria arra utal, hogy a galaxisok a szál tengelye körül keringenek másodpercenként legfeljebb 100 kilométeres sebességgel. (Ez gyorsnak tűnhet, de általában túl lassú ahhoz, hogy egy teljes kört megtegyenek a Világegyetem jelenlegi koráig.)

A népszerű kozmológiai modellek szerint a gravitáció vékony lapokba és szálakba tömöríti az anyagot (a látható és a sötét anyagot is). Létezik néhány, bár nagyon kevés megfigyelésen alapuló bizonyíték arra, hogy vékony gáz- és sötétanyag-réteg van a kozmikus hálóban. Az ebből az anyagból kialakult galaxisok eloszlásában azonban egyértelműen megmutatkoznak a bonyolult háromdimenziós struktúrák. A számítógépes szimulációk és a sebességmérések arra utalnak, hogy a sötét anyag, a gáz és a galaxisok a csomópontokban lévő, növekedő halmazok felé áramlanak, ahol a szálak találkoznak.

Aragon-Calvo tagja volt annak a kutatócsoportnak, amely a sötét anyag térbeli eloszlását vizsgáló Millenium-szimuláció keretében nemrég arra utaló jeleket talált, hogy a szálak forognak. „Wang és munkatársai remek munkát végeztek, amikor felfedezték a jelet, ami eddig el volt rejtve a szemünk elől.” – mondja. „Ez közvetlenül megerősíti a sejtéseinket.”

Egyelőre nem tudjuk, hogy a galaxisok dugóhúzó-mozgása – a szál forgásának és az anyag továbbításának a kombinációja – a kozmikus hálóban miként befolyásolja az olyan kisebb struktúrák forgását, mint a galaxishalmazok. Érdekes módon a megfigyelt mozgási aszimmetria erősebb azokban a szálakban, amelyek nagyobb tömegű halmazokat kapcsolnak össze, ami arra utal, hogy a halmazok befolyásolják a szálak viselkedését. Az új kutatásban részt vevő csillagászok remélik, hogy a jövőben kiderül, a szálak a struktúrák kialakulásának mely fázisában pörögnek fel, és ez milyen hatással van a bennük lévő galaxisokra.

Aragon-Calvo szerint az elméleti eredmények arra engednek következtetni, hogy az újszülött Univerzum anyaga nem produkálhatott szisztematikus forgást. „Ha ősi örvények nyomára bukkannánk, az új folyamatokra vagy akár új fizikai törvényekre utalna.” – mondja.

Forrás: Sky & Telescope

Hozzászólás

hozzászólás