Las estructuras más grandes del universo (filamentos cósmicos) muestran una clara señal de rotación

Al cartografiar el movimiento de las galaxias en enormes filamentos que conectan la red cósmica, los astrónomos del Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam (AIP), en colaboración con científicos de China y Estonia, han descubierto que estos largos zarcillos de galaxias giran a una escala de cientos de millones de años luz. Nunca antes se había visto una rotación en filamentos cósmicos tan enormes. Los resultados publicados en Nature Astronomy significan que se puede generar un impulso angular en filamentos sin precedentes.

Los filamentos cósmicos son enormes puentes de galaxias y materia oscura que conectan cúmulos de galaxias entre sí. Canalizan las galaxias hacia y en grandes cúmulos que se encuentran en sus extremos. «Al mapear el movimiento de las galaxias en estas enormes superautopistas cósmicas utilizando el estudio Sloan Digital Sky, que involucra a cientos de miles de galaxias, encontramos una propiedad notable de estos filamentos: giran«, afirma Peng Wang, primer autor del estudio publicado y astrónomo de la AIP.

«Es fantástico ver esta confirmación de que los filamentos cósmicos giran en el universo real, así como en la simulación por ordenador«

Noam Libeskind, iniciador del proyecto en la AIP, comenta que “a pesar de ser cilindros delgados, similares en dimensión a los lápices, de cientos de millones de años luz de largo, pero de unos pocos millones de años luz de diámetro, estos fantásticos zarcillos de materia giran y las galaxias dentro de ellos son en sí mismas motas de polvo. Se mueven en hélices u órbitas en forma de sacacorchos, dando vueltas alrededor del centro del filamento mientras viajan a lo largo de él. Nunca antes se había visto un giro de este tipo en unos filamentos tan enormes, y la implicación es que debe haber un mecanismo físico aún desconocido responsable de apretujar estos objetos«.

Cómo se genera el momento angular responsable de la rotación en un contexto cosmológico es uno de los problemas sin resolver clave de la cosmología. En el modelo estándar de formación de estructuras, las pequeñas sobredensidades presentes en el universo temprano crecen a través de la inestabilidad gravitacional es la materia que fluye desde las regiones inferiores a las sobredensas. Un flujo potencial de este tipo es no rotacional o sin rizos; no hay rotación primordial en el universo primitivo. Como tal, cualquier rotación debe generarse en forma de estructuras. La red cósmica en general, y los filamentos en particular, están íntimamente conectados con la formación y evolución de las galaxias. También tienen un fuerte efecto en el giro de las galaxias, a menudo regulan la dirección en la que giran las galaxias y sus halos de materia oscura. Sin embargo, no se sabe si la comprensión actual de la formación de estructuras predice que los propios filamentos, al ser objetos cuasi lineales no colapsados, deberían girar.

«Motivados por la sugerencia del teórico Dr. Mark Neyrinck de que los filamentos pueden girar, examinamos la distribución de galaxias observada, buscando la rotación de los filamentos cósmicos«, recuerda Noam Libeskind. «Es fantástico ver esta confirmación de que los filamentos intergalácticos giran en el universo real, así como en la simulación por ordenador«.

Mediante el uso de un método de mapeo sofisticado, la distribución de galaxias observada se segmentó en filamentos cósmicos. Cada filamento fue aproximado por un cilindro. Las galaxias dentro de él se dividieron en dos regiones a cada lado de la columna del filamento (en proyección) y se midió cuidadosamente la diferencia de desplazamiento al rojo de píxeles entre las dos regiones. La diferencia de desplazamiento al rojo de pixen es un intermediario para la diferencia de velocidad (el desplazamiento Doppler) entre las galaxias en el lado que se aleja y se aproxima del tubo de filamento. Por tanto, puede medir la rotación del filamento. El estudio implica que, dependiendo del ángulo de visión y la masa del punto final, los filamentos en el universo emiten una señal clara consistente con la rotación.

Fuente: Nature Astronomy.