天文學家發(fā)現已知最大的自轉天體結構。

這條串連著14個星系的巨型宇宙蛛網結構分枝，可能是已知最大的自轉天體結構。紅色和藍色分別代表纖維（左）及其內部星系所含中性氫（右）的自轉方向，紅色代表該區(qū)域正在遠離觀測者，藍色代表正在接近。

Lyla Jung

以牛津大學Madalina Tudorache和Lyla Jung為首的一批天文學家12月3日在《英國皇家天文學會月報》上刊文稱，他們在距離地球約14億光年（紅移值z=0.032）的宇宙中，發(fā)現了一個巨大的自轉天體結構。

研究團隊首先在MeerKAT射電望遠鏡陣列的巡天數據中，發(fā)現了一條由14個富氫星系構成的纖細鏈狀結構。這14個星系在非常窄的速度范圍內，形成了一個長約170萬秒差距（約合550萬光年）、寬僅約36千秒差距（約合11.7萬光年）的奇異排列，如同串連在一起的14顆珍珠。

為了探其全貌，研究人員進一步結合了斯隆數字巡天（SDSS）和暗能量光譜儀（DESI）的光譜數據，發(fā)現在相同的距離上，存在一個由大量光學星系構成的、更為宏大的結構。

分析結果顯示，這14個星系嵌入在一條總長度至少達1500萬秒差距（約合4900萬光年）的巨型宇宙纖維內。纖維的特征半徑約為0.8至1.0百萬秒差距。

最令人驚奇的是，動力學分析結果顯示，沿著這條纖維脊線，位于其西側的星系普遍表現出退行速度，而東側的星系則表現出接近速度。這種系統的速度梯度提供了強有力的證據，表明這些星系作為一個整體，正在圍繞纖維中心軸線旋轉。

研究人員推斷，這是迄今為止在真實宇宙中觀測到的最大自轉結構之一。雖然計算機模擬曾經預言過此類結構的存在，但卻是首次在觀測中得到證實。

該研究的另一重要發(fā)現是，這14個富含中性氫的星系自轉軸與纖維中心線的排列方向高度一致，其強度超出了當前主流宇宙學的預言，表明宇宙大尺度蛛網纖維結構在推動和協調星系自轉方面起到的作用，可能比現有理論的認識更大。

研究人員指出，該纖維結構的動力學溫度較低，更傾向于旋轉主導而非隨機運動，且富含中性氫氣體，這暗示它可能處于一個較早的演化階段。這樣的結構會對星系團的自轉速度和方向產生重要影響，可以成為角動量從宇宙蛛網結構向星系傳遞的渠道，在星系形成的過程中起到關鍵性作用。

研究人員稱，隨著新一代射電望遠鏡巡天的深入，未來可能會發(fā)現越來越多類似的纖維結構。它們相互連接，形成能將物質輸送到整個宇宙的浩瀚網絡，并以此為骨架，制造出龐大的星系團。

宇宙大尺度蛛網結構是宇宙中物質分布的基本框架，它由暗物質和可見物質在引力作用下演化形成。這一結構如同巨大的三維蛛網，主要由密集的星系團節(jié)點、連接節(jié)點的纖維狀結構以及其間廣闊稀疏的宇宙空洞組成。

該結構的雛形源于宇宙早期的微小密度差，經過上百億年的演化，物質逐漸聚集形成纖維和節(jié)點，而被抽空的區(qū)域則演變?yōu)榭斩?。這一如蛛網般的結構揭示了宇宙物質分布的高度不均勻性和層次性，是現代宇宙學模型的核心預言之一。

參考

A 15?Mpc rotating galaxy filament at redshift z = 0.032

https://academic.oup.com/mnras/article/544/4/4306/8363602