Обнаружена самая длинная вращающаяся нить галактик

В глубинах космоса Вселенная строит свои грандиозные архитектурные формы — невероятно масштабные, тонкие и протяженные структуры, напоминающие гигантскую паутину. Эти космические нити, или волокна, служат каркасом для распределения материи во Вселенной, направляя потоки газа и галактик, словно русла древних рек в бескрайней пустыне пространства-времени. В поисках понимания этих структур астрономы уже десятилетиями изучают крупномасштабную организацию космоса, но лишь в последнее время технологический прорыв в радиоастрономии позволил заглянуть в самые тонкие детали этой космической архитектуры. Благодаря мощному радиотелескопу MeerKAT и масштабному проекту MIGHTEE-HI — обзору нейтрального атомарного водорода во внегалактическом пространстве — ученые сделали открытие, которое может изменить наше представление о динамике и эволюции галактических нитей.

Руководимая Мадалиной Тудораче из Кембриджского университета международная команда астрономов обнаружила в поле COSMOS новую, ранее неизвестную галактическую нить, состоящую из 14 галактик, соединенных между собой протяженным волокном холодного газа. Эта нить, вытянувшаяся на 5,5 миллиона световых лет, представляет собой одну из самых длинных и упорядоченных структур такого рода, когда-либо зафиксированных.

Ее ширина составляет около 117 000 световых лет, а расположена она под углом примерно 30 градусов к западу от северного направления на небесной сфере. Все 14 галактик демонстрируют поразительное сходство по скоростям удаления — от 9230 до 9700 км/с, при дисперсии всего около 140 км/с, что указывает на их гравитационную связанность и общее происхождение в рамках единой динамической системы.

Особое значение находки заключается в том, что галактики в этой нити обнаружены именно по излучению нейтрального атомарного водорода (HI) — ключевого компонента, из которого формируются новые звезды. Наличие большого количества HI в галактиках свидетельствует о том, что они еще находятся на ранней стадии эволюции, когда активно поглощают и перерабатывают межгалактический газ. Именно этот холодный водород, распространенный вдоль космических волокон, служит «топливом» для звездообразования, и его изучение позволяет проследить, как материя перетекает из разреженных областей Вселенной в плотные узлы — скопления и сверхскопления галактик.

Еще более удивительным оказалось то, что эта нить не существует изолированно. Наблюдения показали, что она встроена в гораздо более масштабную структуру — часть космической паутины, протяженность которой составляет не менее 49 миллионов световых лет, а толщина варьируется от 2,6 до 3,3 миллионов световых лет. Внутри этой паутины галактики HI не просто случайно расположены — они демонстрируют четкое выравнивание по направлению волокон, что указывает на глубокую связь между вращением галактик и крупномасштабной структурой Вселенной. Момент импульса этих галактик, то есть их вращательное движение, оказывается согласованным с ориентацией космического волокна, что подчеркивает влияние макроскопической гравитации на локальную динамику.

Самым революционным аспектом открытия стало обнаружение убедительных признаков вращения всей нити как единой системы. Анализ данных позволил выявить, что галактики движутся не просто вдоль нити, но и вращаются вокруг его центральной оси — своего рода «хребта». Это делает новообнаруженную структуру самой длинной вращающейся системой, когда-либо зафиксированной в наблюдательной астрономии. Ранее подобные эффекты вращения наблюдались только в гораздо более компактных системах, таких как скопления галактик, но чтобы обнаружить вращение на масштабах нескольких миллионов световых лет — это прорыв, который ставит под сомнение традиционные модели формирования структур в космосе.

Ученые полагают, что такая степень упорядоченности и сохранение когерентного движения свидетельствуют о том, что нить находится на ранней фазе эволюции. В более зрелых структурах гравитационные взаимодействия, слияния и турбулентность обычно разрушают подобные упорядоченные потоки. Здесь же, напротив, сохраняется «отпечаток» первичного потока космической материи — след тех самых первых движений, которые начались вскоре после Большого взрыва и продолжают влиять на распределение галактик миллиарды лет спустя.

Открытие, представленное на сервере препринтов arXiv, не только расширяет границы известного масштаба вращающихся космических систем, но и открывает новые возможности для изучения связи между крупномасштабной структурой Вселенной и эволюцией отдельных галактик. Оно подчеркивает важность наблюдений за холодным водородом как ключа к пониманию того, как материя перераспределяется в космосе, и как галактики «питаются» из космической паутины, чтобы продолжать свой путь. В будущем подобные открытия могут стать основой для создания более точных моделей космологической эволюции, объединяющих динамику от масштабов отдельных звездных систем до величайших структур Вселенной.