Un equipo internacional de investigadores descubrió que las agrupaciones de galaxias por filamentos de cientos de millones de años luz de largo giran, pese al enorme tamaño que tienen.
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Al mapear 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 grupos de galaxias giran a una escala de cientos de millones de años luz. Nunca antes se había visto una rotación a escalas tan enormes. Los resultados publicados en Nature Astronomy significan que el momento angular se puede generar a escalas sin precedentes. Estos pueden ser los objetos giratorios más grandes del universo, señalan los investigadores.
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.
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“Al mapear el movimiento de las galaxias en estas enormes superautopistas cósmicas utilizando el estudio Sloan Digital Sky, un estudio de cientos de miles de galaxias, encontramos una propiedad notable de estos filamentos: giran”, dice en un comunicado Peng Wang, primer autor del estudio ahora publicado y astrónomo de la AIP. “A pesar de ser cilindros delgados, de dimensión similar 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”, añade Noam Libeskind, iniciador del proyecto en el AIP.
“En estas escalas, las galaxias dentro de ellas son en sí mismas solo muestras de polvo. Se mueven en hélices o en 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 a escalas tan enormes, y la implicación es que debe haber un mecanismo físico aún desconocido responsable de apretar estos objetos”.
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La forma en que se genera el momento angular responsable de la rotación en un contexto cosmológico es uno de los problemas clave sin resolver 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 a medida que la materia fluye desde las regiones inferiores a las sobredensas.
Tal flujo potencial libre de rizos: no hay rotación primordial en el universo primitivo. Como tal, cualquier rotación debe generarse a medida que se forman las 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 regulando 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 Mark Neyrinck de que los filamentos pueden girar, examinamos la distribución de galaxias observada, buscando la rotación de los filamentos”, dice Noam Libeskind. “Es fantástico ver esta confirmación de que los filamentos intergalácticos giran en el universo real, así como en la simulación por computadora”.
Mediante el uso de un método de mapeo sofisticado, la distribución de galaxias observada se segmentó en filamentos. 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 corrimiento al rojo medio entre las dos regiones.
La diferencia de corrimiento al rojo medio es un proxy de la diferencia de velocidad (el corrimiento Doppler) entre las galaxias en el lado que se aleja y se acerca 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 del universo muestran una señal clara consistente con la rotación.
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