Ao mapear o movimento das galáxias em enormes filamentos que conectam a teia cósmica, astrônomos do Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam (AIP), em colaboração com cientistas na China e na Estônia, descobriram que essas longas gavinhas de galáxias giram na escala de centenas de milhões de anos-luz. Uma rotação em escalas tão enormes nunca foi vista antes. Os resultados publicados em Astronomia da Natureza significam que o momento angular pode ser gerado em escalas sem precedentes.

Os filamentos cósmicos são enormes pontes de galáxias e matéria escura que conectam aglomerados de galáxias entre si. Eles afunilam galáxias em direção a grandes aglomerados que ficam em suas extremidades. "Ao mapear o movimento das galáxias nessas enormes autoestradas cósmicas usando a pesquisa Sloan Digital Sky - uma pesquisa de centenas de milhares de galáxias - encontramos uma propriedade notável desses filamentos:eles giram, "diz Peng Wang, primeiro autor do estudo agora publicado e astrônomo da AIP.

Noam Libeskind, iniciador do projeto no AIP, diz, "Apesar de serem cilindros finos - semelhantes em dimensão aos lápis - com centenas de milhões de anos-luz de comprimento, mas apenas alguns milhões de anos-luz de diâmetro, essas gavinhas fantásticas de matéria giram. Nessas escalas, as galáxias dentro deles são apenas partículas de poeira. Eles se movem em hélices, ou órbitas semelhantes a saca-rolhas, circulando em torno do meio do filamento enquanto viaja ao longo dele. Tal rotação nunca foi vista antes em escalas tão enormes, e a implicação é que deve haver um mecanismo físico ainda desconhecido responsável por torquear esses objetos. "

Como o momento angular responsável pela rotação é gerado em um contexto cosmológico é um dos principais problemas não resolvidos da cosmologia. No modelo padrão de formação de estrutura, pequenas superdensidades presentes no início do universo crescem por meio da instabilidade gravitacional à medida que a matéria flui de baixo para regiões superdensas. Esse fluxo potencial é irrotacional ou sem ondulações; não há rotação primordial no universo inicial. Como tal, qualquer rotação deve ser gerada como forma de estruturas. A teia cósmica em geral, e filamentos em particular, estão intimamente ligados à formação e evolução da galáxia. Eles também têm um forte efeito na rotação da galáxia, frequentemente regulando a direção de como as galáxias e seus halos de matéria escura giram. Contudo, não se sabe se a compreensão atual da formação da estrutura prevê que os próprios filamentos, sendo objetos quase lineares não colapsados, deve girar.

"Motivado pela sugestão do teórico Dr. Mark Neyrinck de que os filamentos podem girar, examinamos a distribuição de galáxias observada, procurando a rotação do filamento, "diz Noam Libeskind." É fantástico ver esta confirmação de que os filamentos intergalácticos giram no universo real, bem como em simulação de computador. "

Usando um método sofisticado de mapeamento, a distribuição de galáxias observada foi segmentada em filamentos. Cada filamento foi aproximado por um cilindro. As galáxias dentro dele foram divididas em duas regiões em cada lado da espinha do filamento (em projeção) e a diferença média de desvio para o vermelho entre as duas regiões foi cuidadosamente medida. A diferença média do redshift é um substituto para a diferença de velocidade (o deslocamento Doppler) entre as galáxias no lado que se afasta e se aproxima do tubo de filamento. Assim, ele pode medir a rotação do filamento. O estudo implica que, dependendo do ângulo de visão e da massa do ponto final, os filamentos do universo mostram um sinal claro consistente com a rotação.