04 август 2021
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Доказано: Най-големите структури във Вселената се въртят

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 17 юни 2021 в 00:01 72790
Представа на художник за космическите нишки - огромни мостове от галактики и тъмна материя, свързващи клъстери от галактиките. Галактиките са насочени към подобни на тирбушон орбити към и в големи клъстери, които са в краищата им. Тяхната светлина изглежда изместена към синьо, когато се движат към нас, и червено, когато се отдалечават. Кредит: AIP/A. Khalatyan/J. Fohlmeister

Въпреки че нощното небе се променя малко в човешките времеви мащаби, Вселената не е статично място - нашата Слънчева система се движи около галактическия център, звезди се раждат и умират със силни експлозии, галактиките се сблъскват.

Сега за първи път наскоро астрономи откриват доказателства, че някои от най-големите структури в космоса се въртят в мащаб от стотици милиони светлинни години. Ако бъде потвърдено, това ще представлява най-голямата въртяща се структура, виждана някога - което предполага, че ъгловият момент може да се генерира в безпрецедентни мащаби.

Резултатите, постигнати чрез картографиране на движението на галактиките в огромни нишки, които свързват космическата мрежа, от астрономите от Института по астрофизика Лайбниц в Потсдам (AIP), в сътрудничество с учени от Китай и Естония, са публикувани в Nature Astronomy.

Въпросната структура е космическа нишка, дълга, цилиндрична структура от тъмна материя, обхващаща междугалактическото пространство като мост между галактическите клъстери. Тези нишки са част от обширна космическа мрежа, чрез която галактиките и звездообразуващият материал се насочват към клъстерните възли.

Това означава, че галактики могат да бъдат открити и в самата нишка, а не само в клъстерите. Това дава на учените инструмент за идентифициране на въртеливото движение в самата нишка.

"Чрез картографиране на движението на галактиките в тези огромни космически магистрали с помощта на изследването Sloan Digital Sky - проучване на стотици хиляди галактики - ние открихме забележително свойство на тези нишки - те се въртят", отбелязва астрофизикът Пън Уан от Института "Лайбниц" на астрофизика в Потсдам (AIP) в Германия.

Ноам Либескинд (Noam Libeskind), инициатор на проекта AIP, обяснява:

„Въпреки че са тънки цилиндри - дълги стотици милиони светлинни години, но само няколко милиона светлинни години в диаметър, тези фантастични нишки на материята се въртят. В тези мащаби галактиките в тях са сами по себе си само прашинки. Те се движат по спирали или орбити, подобни на тирбушон, които обикалят около средата на нишката, докато пътуват по нея. Подобно въртене никога не е виждано досега на такива огромни мащаби, а намекът е, че трябва да съществува все още неизвестен физически механизъм, отговорен за усукването на тези обекти".

Как се генерира ъгловият момент, отговорен за въртенето в космологичен контекст, е един от ключовите нерешени проблеми на космологията.

В стандартния модел на формиране на структурата, малките свръхплътности, присъстващи в ранната Вселена, растат заради гравитационната нестабилност, докато материята се е премествала от по-малко плътни към по-плътни области. Такъв потенциален поток не се върти или усуква - липсва първична ротация в ранната Вселена.

Като такова всяко въртене трябва да се генерира от формата на структурите. Космическата мрежа като цяло и по-специално нишките са тясно свързани с образуването и еволюцията на галактиките. Те също така имат силен ефект върху въртенето на галактиките, като често регулират посоката на въртене на галактиките и техните ореоли от тъмна материя. 

Една теория, описваща приливен въртящ момент, предполага, че наличието на срязваща сила може да е добавило малко усукване, но не се  знае достатъчно, за да се приеме сериозно в моделите на космическа еволюция.

"Мотивирани от внушението на теоретика д-р Марк Нейринк (Mark Neyrinck), че нишките могат да се въртят, ние изследвахме наблюдаваното разпределение на галактиките, търсейки въртене на нишките", разказва Ноам Либескинд. "Фантастично е да видим това потвърждение, че междугалактическите нишки се въртят в реалната вселена, както и в компютърната симулация".

Как изследователите са успели да измерят въртенето в мащаба на милиони светлинни години? 

Доплеровото отместване се изразява в промяна в дължината на светлинните вълни в зависимост от това дали се движи към или от зрителя. Дължините на вълните на светлината от приближаващ се обект ще изглеждат скъсени леко към синия край на спектъра или ще се наблюдава синьо отместване, дължините на вълните от отдалечаващи се обекти ще се удължат или ще се изместят към червено.

Кредит: Peng Wang et al

Изследователите използват сложен метод за картографиране като наблюдаваното разпределение на галактиките се сегментира на нишки. Всяка нишка се апроксимира с цилиндър. Галактиките в него са разделени на две области от двете страни на оста на цилиндъра (в проекция) и внимателно се  измерва средната разлика на червеното изместване между двете области.

Средната разлика на червеното изместване подсказва разликата в скоростта (чрез Доплеровото отместване) между галактиките от отдалечаващата се и приближаваща страна на нишката. По този начин може да се измери въртенето на нишката. 

Познанието на този механизъм може да помогне на астрономите да разберат как се е генерирал ъгловия импулс във Вселената и ролята, която космическата мрежа играе при регулирането му.

Справка: Peng Wang et al, Possible observational evidence for cosmic filament spin, Nature Astronomy (2021). DOI: 10.1038/s41550-021-01380-6

Източници:

Largest structures in the universe show clear light-shifted signal of rotation
Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP)

Astronomers Just Detected Possibly The Largest Rotating Structures in The Universe
MICHELLE STARR, sciencealert


Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Новини
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.