星系的“龍卷風(fēng)”是有史以來最長的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)

一支研究近距離星系分布的天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一件真正非凡的事：一條巨大的星系鏈，像被慢動(dòng)作的宇宙龍卷風(fēng)卷住一樣盤旋。

它至少有4900萬光年長——代表了宇宙中發(fā)現(xiàn)的最長旋轉(zhuǎn)絲狀體，是一條巨大的渦流鏈，宇宙之網(wǎng).

這是其中一個(gè)最大的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)我們所見，記錄宇宙之網(wǎng)如何塑造宇宙，甚至在充滿宇宙的星系中留下印記。

“這座結(jié)構(gòu)的獨(dú)特之處不僅在于其體積，更在于旋轉(zhuǎn)對(duì)齊與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的結(jié)合?！?a>物理學(xué)家萊拉·榮格說英國牛津大學(xué)的。

“你可以把它比作主題公園里的茶杯游樂設(shè)施。每個(gè)星系就像一個(gè)旋轉(zhuǎn)的茶杯，但整個(gè)平臺(tái)——宇宙絲——也在旋轉(zhuǎn)。這種雙重運(yùn)動(dòng)讓我們罕見地洞察星系如何從其所處的更大結(jié)構(gòu)中獲得自旋?！?/p>

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這宇宙之網(wǎng)基本上是宇宙的無形骨干——一個(gè)由無數(shù)絲狀結(jié)構(gòu)組成的龐大復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，暗物質(zhì)，引力約束宇宙，并控制星系的分布和運(yùn)動(dòng)方式。

其股狀結(jié)構(gòu)為就像宇宙高速公路一樣星系聚集并沿此旅行;研究它揭示了宇宙龐大而宏大的元結(jié)構(gòu)，讓我們了解宇宙如何相互聯(lián)系，并且其演變過程從最初的時(shí)刻開始大爆炸.

在榮格及其聯(lián)合領(lǐng)導(dǎo)、牛津大學(xué)和劍橋大學(xué)物理學(xué)家馬達(dá)麗娜·圖多拉切的帶領(lǐng)下，一組研究人員首次在南非使用MEERKat射電望遠(yuǎn)鏡觀測中發(fā)現(xiàn)了這種特定的絲狀物，作為MIGHTEE天空巡天.

大約4.4億光年之外——從宇宙角度看不過是一次跳躍、一步和跳躍——他們發(fā)現(xiàn)了14個(gè)表現(xiàn)異常的星系。它們似乎排列成一條奇特的筆直針狀細(xì)線，直徑約117,000光年，長度約550萬光年，且太多石頭朝向相同，難以歸因于偶然。

這顯然值得進(jìn)一步調(diào)查。研究人員轉(zhuǎn)向了斯隆數(shù)字巡天，覆蓋了光學(xué)和紅外的更廣視場，以及暗能量光譜儀器（DESI）調(diào)查，收集光學(xué)、紅外和紫外線觀測數(shù)據(jù)。

根據(jù)這些數(shù)據(jù)，他們又發(fā)現(xiàn)了283個(gè)星系，位于同一距離、同一直線構(gòu)型上。更重要的是，新星系也表現(xiàn)出沿絲狀體長度排列軸向的偏好。

太空中的物體通常不會(huì)以如此明確的結(jié)構(gòu)聚集，除非有某種因素影響它們。在這種情況下，宇宙絲是顯而易見的領(lǐng)先候選者——而且非常令人興奮，因?yàn)橛呻[形暗物質(zhì)構(gòu)成的大尺度結(jié)構(gòu)是這并不容易看見或定義.

當(dāng)研究人員深入研究這些星系時(shí)，事情變得更加有趣紅移.在絲狀體的一側(cè)，星系的光被偏向電磁譜中較藍(lán)的一側(cè)，這與光波長在光源靠近觀者時(shí)被壓縮的情況相符。

對(duì)面星系的光線向紅色一側(cè)拉長，這發(fā)生在光源遠(yuǎn)離時(shí)。

這是整個(gè)結(jié)構(gòu)在旋轉(zhuǎn)的明確信號(hào)。研究人員甚至可以模擬其速度——約110公里（68英里）每秒，速度一樣銀河系和仙女座星系位于該星系彼此飛馳而來.

該行為與 的預(yù)測完全吻合。潮汐力矩理論該模型提出早期宇宙引力場中的不對(duì)稱性，將角動(dòng)量傳遞給形成宇宙網(wǎng)的絲狀體——賦予它們良好的自旋。

與此同時(shí)，絲狀體中彌漫的冷中性氫氣和星系豐富的氫含量表明，這些絲狀體可以為星系提供生長和形成恒星所需的燃料。

此外，星系沿絲狀結(jié)構(gòu)的排列表明宇宙網(wǎng)絲可以將角動(dòng)量傳遞給星系——這一發(fā)現(xiàn)有助于闡明星系最初是如何獲得自旋的。

如果你看一個(gè)宇宙的深場圖像星系看起來相對(duì)隨機(jī)地散布且不相連。探測到這根巨大的絲狀物表明，不僅一切比表面看起來更為緊密相連，而且龐大而無形的結(jié)構(gòu)可能擁有強(qiáng)大的影響力，這種影響在我們仔細(xì)觀察時(shí)似乎是看不見的。

“我們發(fā)現(xiàn)這些星系在絲狀結(jié)構(gòu)脊柱周圍有強(qiáng)烈的旋轉(zhuǎn)證據(jù)——使其成為迄今為止發(fā)現(xiàn)的最長旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。”研究人員在論文中寫道.

“這座建筑可以成為理想的環(huán)境......明確宇宙網(wǎng)絡(luò)中低密度氣體與其內(nèi)部星系如何利用其物質(zhì)生長之間的關(guān)系。”

該研究已發(fā)表在皇家天文學(xué)會(huì)月刊.

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