天文學家觀測到了宇宙中最大的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)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(fā)現(xiàn)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(zhì)構(gòu)成的巨大絲狀結(jié)構(gòu)中，該結(jié)構(gòu)正像一根巨大的宇宙“搟面杖”繞其中心軸旋轉(zhuǎn)。

研究人員表示，這根絲狀結(jié)構(gòu)及其內(nèi)部的數(shù)百個星系正以每秒39.6萬公里的速度旋轉(zhuǎn)。

盡管該結(jié)構(gòu)在宇宙中綿延5000萬光年，但研究人員發(fā)現(xiàn)這個“如剃刀般纖薄”的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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?！?/strong>

“但該絲狀結(jié)構(gòu)的半徑大約是日地距離的100億倍。”

在發(fā)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(jié)構(gòu)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(guān)鍵在于，這使得研究人員能夠以高精度研究它們的旋轉(zhuǎn)運動。

絲狀結(jié)構(gòu)主軸兩側(cè)的星系正朝相反方向運動，表明整個結(jié)構(gòu)正在旋轉(zhuǎn)。

但更令人驚訝的是，研究人員還發(fā)現(xiàn)許多星系自身的旋轉(zhuǎn)方向與絲狀結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)。

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(zhuǎn)茶杯游樂設(shè)施。每個星系就像一個旋轉(zhuǎn)的茶杯，但整個平臺——宇宙纖維——也在旋轉(zhuǎn)。”

宇宙纖維是宇宙中最大的結(jié)構(gòu)之一，它們以被稱為“宇宙網(wǎng)”的巨大網(wǎng)絡(luò)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(zhuǎn)的事實表明，宇宙結(jié)構(gòu)也能強烈影響星系的旋轉(zhuǎn)。

榮格博士說：“使這個結(jié)構(gòu)與眾不同的不僅是它的尺寸，還有自旋排列與旋轉(zhuǎn)運動的結(jié)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(jié)構(gòu)中獲取自旋的?！?/strong>

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(jié)構(gòu)，構(gòu)成了所謂的“宇宙網(wǎng)”，遍布整個宇宙。圖為：最新的DESI宇宙地圖

發(fā)光氣體揭示宇宙網(wǎng)的微弱纖維

研究人員表示，這根細絲狀結(jié)構(gòu)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(zhì)。

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

氫不僅是恒星形成的關(guān)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(jié)構(gòu)輸送到星系內(nèi)部的絕佳窗口。

這使得這根特殊的細絲結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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。”