天文學家發現宇宙中最大的旋轉結構之一，或能揭示銀河系形成過程

天文學家觀測到了宇宙中最大的旋轉結構之一，它可能揭示銀河系的形成過程。

一個研究團隊利用全球多臺最強大的望遠鏡，發現超過280個星系在宇宙中排列成一條直線。

這些星系點綴在由氣體和暗物質構成的巨大絲狀結構中，該結構正像一根巨大的宇宙“搟面杖”繞其中心軸旋轉。

研究人員表示，這根絲狀結構及其內部的數百個星系正以每秒39.6萬公里的速度旋轉。

盡管該結構在宇宙中綿延5000萬光年，但研究人員發現這個“如剃刀般纖薄”的結構寬度僅16.3萬光年。

論文合著者、牛津大學與西開普大學教授馬特·賈維斯告訴媒體：“這根絲狀結構又長又薄。”

“其狹窄程度意味著，同等尺寸的搟面杖厚度僅有幾毫米。”

“但該絲狀結構的半徑大約是日地距離的100億倍。”

在發表于《皇家天文學會月報》的新研究中，賈維斯教授及其合著者重點分析了該結構中的14個星系。

這些富含氫氣的星系分布在長550萬光年、厚11.7萬光年的條帶上。

作為參照，這意味著該部分的長度超過太陽與最近恒星比鄰星之間距離的130萬倍。

盡管研究人員已擁有該直線排列中280個星系的二維分布圖，但新的觀測意味著這14個星系能夠以三維形式被追蹤。

關鍵在于，這使得研究人員能夠以高精度研究它們的旋轉運動。

絲狀結構主軸兩側的星系正朝相反方向運動，表明整個結構正在旋轉。

但更令人驚訝的是，研究人員還發現許多星系自身的旋轉方向與絲狀結構一致。

賈維斯教授表示，雖然無法精確測量，但其余280個星系中的許多很可能也以相同方式旋轉。

該研究的共同第一作者、牛津大學的萊拉·榮格博士表示：“你可以把它比作主題公園里的旋轉茶杯游樂設施。每個星系就像一個旋轉的茶杯，但整個平臺——宇宙纖維——也在旋轉。”

宇宙纖維是宇宙中最大的結構之一，它們以被稱為“宇宙網”的巨大網絡遍布整個宇宙。這些纖維就像宇宙高速公路，連接著巨大的星系團，并允許氣體和星系在它們之間移動。

但這條巨大纖維中的星系以相同方向旋轉的事實表明，宇宙結構也能強烈影響星系的旋轉。

榮格博士說：“使這個結構與眾不同的不僅是它的尺寸，還有自旋排列與旋轉運動的結合。這種雙重運動讓我們罕見地洞察到星系是如何從它們所處的更大結構中獲取自旋的。”

幸運的是，這條特定的纖維可能是一個特別好的案例研究，有助于理解早期宇宙中星系的形成。

該研究的另一位共同第一作者、牛津大學的馬達利娜·圖多拉凱博士說：“這條纖維是宇宙流動的化石記錄。它幫助我們拼湊出星系如何獲得自旋并隨時間成長的圖景。”

這些纖維是宇宙中一些最大的結構，構成了所謂的“宇宙網”，遍布整個宇宙。圖為：最新的DESI宇宙地圖

發光氣體揭示宇宙網的微弱纖維

研究人員表示，這根細絲狀結構似乎相對年輕且未受擾動。

當星系富含氫元素（恒星形成的原材料）時，通常表明它們要么正在積極收集燃料，要么在演化早期保留著形成恒星所需的物質。

由于該細絲結構富含富氫星系，且內部運動水平較低（即處于“動力學冷”狀態），它很可能也處于演化的早期階段。

氫不僅是恒星形成的關鍵元素，也更容易受運動擾動，這意味著富氫星系是觀測氣體如何通過細絲結構輸送到星系內部的絕佳窗口。

這使得這根特殊的細絲結構成為理解早期宇宙中類似銀河系的星系如何形成的極佳研究對象。

賈維斯教授表示：“理解宇宙中結構如何形成與演化，能幫助我們拼湊出銀河系等星系的形成過程。”