17 Giu 2021 Le Torsioni dei Filamenti Cosmici
Gli astronomi hanno scoperto le più grandi strutture in rotazione dell’Universo. Si tratta di filamenti appartenenti alla rete cosmica che si allungano per centinaia di milioni di anni luce, convogliando galassie e materia oscura verso i nodi della ragnatela universale, in cui risiedono gli ammassi di galassie. A queste scale le galassie nei filamenti sono come granelli di polvere.
Mappando il moto di galassie all’interno degli immensi filamenti che costituiscono la rete cosmica, gli astronomi guidati dal Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam (AIP) hanno scoperto che queste lunghe strutture contenenti galassie ruotano su scale di centinaia di milioni di anni luce. Una rotazione di dimensioni così immense non era mai stata individuata. I risultati dello studio, pubblicati su Nature Astronomy, suggeriscono che il momento angolare possa essere generato su scale senza precedenti.
I filamenti cosmici sono giganteschi ponti di materia oscura, gas e galassie che connettono gli ammassi galattici uno all’altro. Queste strutture convogliano le galassie verso i grandi ammassi situati presso i nodi della ragnatela universale. “Mappando il moto delle galassie in queste enormi superstrade cosmiche grazie a dati della Sloan Digital Sky survey, che osserva centinaia di migliaia di galassie, abbiamo scoperto una proprietà straordinaria di questi filamenti: la loro rotazione”, spiega Peng Wang, primo autore dello studio. “Nonostante siano sottili cilindri, simili a matite lunghe centinaia di milioni di anni luce, ma con un diametro di pochi milioni di anni luce, questi fantastici filamenti di materia ruotano”, aggiunge Noam Libeskind, tra gli autori dello studio.
“A queste scale le galassie nei filamenti sono come granelli di polvere. Si muovono lungo orbite simili a eliche o cavatappi, girando attorno alla parte centrale del filamento mentre viaggiano lungo il filamento stesso. Una simile rotazione non è mai stata osservata su scale così vaste e implica che debba essere all’opera un meccanismo fisico ancora ignoto, responsabile della torsione di questi oggetti”. Come possa generarsi il momento angolare responsabile della rotazione in un contesto cosmologico è uno dei problemi chiave irrisolti della cosmologia. Nel modello standard della formazione delle strutture cosmiche, piccoli addensamenti di materiale presenti nel giovane Universo sono cresciuti per instabilità gravitazionale man mano che la materia fluiva da regioni meno dense a regioni più dense.
Un flusso potenziale di questo genere è irrotazionale e privo di curve: all’alba dell’Universo la rotazione primordiale era assente. Qualsiasi tipo di rotazione deve essersi generata man mano che si sono formate le varie strutture. La rete cosmica in generale, e i filamenti in particolare, sono intimamente connessi con la nascita e con l’evoluzione delle galassie. Queste formazioni hanno anche un effetto sostanziale sulla rotazione delle galassie, spesso regolando la direzione di rotazione di galassie e dei loro aloni di materia oscura. Tuttavia non è noto se le teorie attuali della formazione della rete cosmica possano prevedere che i filamenti stessi, essendo oggetti quasi lineari in espansione, siano in grado di ruotare. “Motivati dal suggerimento del fisico teorico Mark Neyrinck che i filamenti possano ruotare, abbiamo esaminato la distribuzione osservata delle galassie, andando in cerca della rotazione dei filamenti”, spiega Libeskind. “È fantastico osservare la conferma che i filamenti intergalattici ruotano nell’Universo reale, così come nelle simulazioni a computer”.
Gli scienziati hanno esaminato oltre 17.000 filamenti, analizzando la velocità a cui si muovono le galassie all’interno di questi tubi giganti. Il moto delle galassie suggerisce che stiano ruotando attorno all’asse centrale di ogni filamento. La scoperta non implica che ogni singolo filamento nell’Universo possa ruotare, ma che i filamenti rotanti nella rete cosmica esistono davvero. Le galassie vengono incanalate lungo orbite simili a cavatappi muovendosi all’interno dei filamenti verso i grandi ammassi galattici che si trovano alla fine di ogni filamento. La luce delle galassie appare spostata verso il rosso o verso il blu man mano che esse si muovono verso di noi o si allontanano da noi. Grazie a questo effetto è stato possibile misurare la rotazione dei filamenti. Il prossimo passo è cercare di capire il meccanismo alla base di queste sorprendenti torsioni cosmiche.
Nell’immagine rappresentazione artistica dei filamenti cosmici
Credit: AIP/ A. Khalatyan/ J. Fohlmeister
https://www.aip.de/en/news/discovery-of-the-largest-rotation-in-the-universe/
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