宇宙の網のこの回転する枝は 14 個の銀河を結び付けています。クレジット:ライラ・ジョン。 最近発表された研究では、南アフリカのMeerKAT電波望遠鏡を使用した天文学者らが、これまで宇宙で観測された中で最大の回転物体となる可能性のあるものを特定した。この物体自体は宇宙の網の広大な糸であり、それに沿って 14 個のガスを豊富に含む銀河の細い線が糸上のビーズのように走っています。この構造は約 1 億 4,000 万光年離れたところにあり、その範囲は数千万光年に及びます。
宇宙フィラメントとは何ですか?
2014 年の UCLA の研究による、宇宙全体にクモの巣のような構造を形成する銀河のフィラメント、壁、空隙のコンピューター シミュレーション。クレジット:Andrew Pontzen/Fabio Governato、UCLA 最大のスケールで見ると、宇宙はネットワークのように見えます。混雑した地域は長い糸のような橋でつながっています。これらの橋は宇宙のフィラメントです。周囲の空の領域よりも物質が集中している巨大なレーンです。時間の経過とともに、重力によってガスと銀河がこれらの車線に沿って交通量の多い交差点に向かって移動し、銀河の成長方法が形成されます。
この天体の存在に関する研究チームの最初の手がかりは、深部電波データの異常な配列でした。水素原子を豊富に含む近くの 14 個の銀河が、異常に真っ直ぐで狭い鎖状に配置されていたのです。研究者らは、内弦の長さは約550万光年、幅は「わずか」約11万7000光年であると説明しているが、それでも天の川銀河よりは広い。この規模では、「非常に薄い」と言っても過言ではありません。
次に研究者らは、ダークエネルギー分光器やスローン デジタル スカイ サーベイなどの主要な光学銀河調査を使用してズームアウトしました。そのより広い地図では、14 個の銀河鎖が、数百の銀河によって追跡され、端から端までおよそ 5,000 万光年に達するはるかに大きな宇宙フィラメントの中に位置していることが示されました。細いチェーンがフィラメント全体ではありません。これは、より広範な構造の中に存在する鮮明なマーカーです。
MeerKAT と水素が違いをもたらした理由
MeerKAT は、宇宙で最も一般的な元素であり、星形成の重要な成分である原子状水素からの微弱な電波放射を検出できます。水素は動きの追跡にも役立ちます。銀河が回転すると、円盤の片側の水素ガスが私たちに向かって移動し、反対側が遠ざかり、銀河全体に電波信号が移動します。これにより、天文学者は円盤がどこにあるかだけでなく、円盤がどのように回転するかをマッピングできるようになります。
ここでは、水素が豊富な銀河が道しるべのように機能しました。これらの道しるべが設置されると、光学カタログが周囲を埋め尽くし、最も深い無線フットプリントをはるかに超えてフィラメントを追跡しました。
見出しの結果は、銀河が回転しているだけでなく、フィラメントが全体として回転している可能性があるということです。研究者らはフィラメントの中心線の反対側で銀河の動きを比較した。彼らは分裂を発見しました。一方の側の銀河は私たちからわずかに遠ざかる傾向があり、反対側の銀河はわずかに私たちに向かって移動する傾向があります。このコントラストは、一方の端が近づき、他方の端が遠ざかっていくゆっくりとした回転木馬のように、回転によって生じるものと一致します。
この速度パターンから、研究チームは回転速度を毎秒約 110 キロメートル (時速約 246,000 マイル) と推定しています。
この研究はまた、多くの銀河のスピン方向が一般的なコンピューターシミュレーションの予測よりも強くフィラメントと一致していることも報告している。簡単に言うと、銀河はランダムに方向を向いているようには見えません。彼らのスピンは、彼らが住んでいるストランドと結び付いているように見え、フィラメント環境がモデルが通常許容するよりも長く、またはより強力に回転を形成できることを示唆しています。
オックスフォード大学の共同筆頭著者であるライラ・ユング氏は、「この構造を並外れたものにしているのは、そのサイズだけではなく、スピンの配列と回転運動の組み合わせにある」と述べた。
「テーマパークのティーカップライドにたとえることができます。各銀河は回転するティーカップのようなものですが、プラットフォーム全体、つまり宇宙フィラメントも回転しています。この二重の動きは、銀河が住んでいるより大きな構造からどのように回転を得るかについての貴重な洞察を私たちに与えてくれます。」
これが銀河形成にとって重要な理由
天文学者はすでに宇宙フィラメントをガスの配送ルートとみなしている。フィラメントがコヒーレントなねじれを持っている場合、フィラメントは角運動量 (スピン) をその内部で成長する銀河に伝えることもあります。共同主著者の Madalina Tudorache 氏は、このシステムを「宇宙の流れの化石記録」であると説明しました。これは、宇宙の網の運動が銀河にどのような影響を与えるかについての手がかりが保存されていることを意味します。
研究者らはまた、このフィラメントは比較的若く、あまり乱れておらず、ガスが豊富な銀河が多く、規則正しい運動の兆候があると説明している。より密度の高い領域では、銀河の相互作用によりスピンの方向が乱れ、整然とした配列信号がぼやける可能性があります。
現在、これは深層水素マッピングと広範な光学調査の重複によって明らかになった、異常に明確な例の 1 つです。研究チームは、MeerKATの観測が深まり銀河カタログが拡大するにつれて、より多くの回転フィラメントが出現すると予想している。さらに多くの銀河の回転と整列した銀河の回転が示されれば、天文学者は、宇宙の網が銀河に動きを伝える様子をシミュレーションがどの程度うまく捉えているかについて、より厳密なテストを行うことになるでしょう。
この発見は王立天文学協会の月刊通知に掲載されました。 .
