Космическая карусель: обнаружена гигантская вращающаяся нить во Вселенной

Во Вселенной, чьи необъятные просторы завораживают и бросают вызов нашему воображению, самые грандиозные структуры скрыты от обычного взгляда. Это не просто звезды и галактики, а колоссальная «паутина» — космические нити из темной материи и галактик, простирающиеся на сотни миллионов световых лет. Долгое время эти нити считались статичными «хребтами» мироздания, безжизненными каркасами, на которых, как жемчужины, нанизаны галактики. Однако недавнее открытие международной группы ученых меняет это представление. Оказалось, что эти гигантские структуры могут жить своей собственной, динамичной жизнью — вращаться, подобно космическим каруселям, вовлекая в свой танец целые мириады звездных систем. Обнаружение одной из крупнейших вращающихся структур — «тончайшей» цепочки галактик внутри гигантской нити — не просто астрономическая сенсация. Это ключ к разгадке вековой тайны: откуда галактики, включая наш Млечный Путь, получают свое вращение и как именно растут, питаясь веществом из этих межгалактических магистралей.

Исследование, результаты которого были опубликованы в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, фокусируется на уникальной структуре, находящейся относительно близко по космическим меркам — в 140 миллионах световых лет от нас. Внутри колоссального космического волокна длиной около 50 миллионов световых лет ученые выявили удивительно тонкую и плотную «нить в нити». Это цепочка из 14 галактик, богатых атомарным водородом — сырьем для рождения новых звезд. Ее геометрия поражает: при длине около 5.5 миллионов световых лет ее ширина составляет лишь 117 000 световых лет, что делает ее похожей на невероятно длинный и тонкий вращающийся космический стержень.

Главное открытие состоит в том, что эта структура демонстрирует сложное, двухуровневое движение. Во-первых, многие галактики в цепочке вращаются вокруг своих осей, причем их оси вращения (спины́) имеют когерентное, упорядоченное выравнивание. Во-вторых, и это самое удивительное, вся гигантская нить в целом также вращается. Анализ движения галактик по обе стороны от центрального хребта волокна показал, что они движутся в противоположных направлениях, что является неопровержимым признаком объемного вращения всей структуры. Ученые смоделировали эту динамику и оценили скорость вращения нити в 110 километров в секунду, а радиус ее плотного ядра — примерно в 163 000 световых лет.

Это явление бросает вызов современным космологическим моделям. Ранее считалось, что вращение галактик формируется в основном локальными процессами, например, при слияниях. Обнаружение же вращения, согласованного на масштабах в десятки миллионов световых лет, указывает на то, что крупномасштабные космические структуры — сами нити — могут передавать галактикам колоссальный угловой момент в процессе их формирования и эволюции, причем делают это гораздо эффективнее и дольше, чем предполагалось. Как образно заметила соавтор работы Лайла Юнг из Оксфордского университета, эту систему можно сравнить с аттракционом «вращающиеся чайные чашки»: каждая чашка (галактика) крутится сама по себе, но при этом вся платформа (нить) также вращается, создавая сложную динамику.

Обнаруженное волокно представляет особую ценность еще и потому, что оно, судя по всему, является молодой и «динамически холодной» структурой. Низкий уровень внутренних хаотических движений и обилие богатых газом галактик говорят о том, что оно еще не претерпело значительных возмущений и сохранило в себе «летопись» тех процессов, которые питали россыпь галактик миллиарды лет. Это дает астрономам редкую возможность изучать ранние стадии эволюции галактик в почти лабораторных условиях, отслеживая, как газ течет по нитям космической паутины, приносит с собой угловой момент и запускает звездообразование.

Открытие было сделано благодаря синергии передовых астрономических инструментов. Ключевую роль сыграли данные радиотелескопа MeerKAT в Южной Африке, чья высочайшая чувствительность позволила засечь холодный атомарный водород в далеких галактиках в рамках обзора MIGHTEE.

Эти данные были дополнены оптическими наблюдениями спектроскопического инструмента DESI и Слоановского цифрового обзора неба (SDSS), что позволило точно измерить скорости и направления движения галактик. Как подчеркнул руководитель обзора MIGHTEE профессор Мэтт Джарвис, именно объединение возможностей разных обсерваторий позволило получить столь глубокое и комплексное понимание структуры.

Это открытие имеет и практическое значение для будущего космологии. Упорядоченное выравнивание вращения галактик в крупных структурах может стать потенциальным источником систематической погрешности в сверхточных измерениях слабого гравитационного линзирования, которые проводятся такими миссиями, как «Евклид» (ESA) и обсерватория имени Веры Рубин. Понимание этого феномена необходимо для корректной интерпретации данных и получения чистой картины распределения темной материи и природы темной энергии. Таким образом, изучение вращающихся космических нитей — это не просто взгляд в прошлое, но и важный шаг для самых передовых исследований загадочной основы нашей Вселенной.