宇宙中最大尺度的纖維狀結構,也跟行星一樣繞著軸旋轉

作者 | 發布日期 2021 年 06 月 15 日 15:15 | 分類 天文 Telegram share ! follow us in feedly


從小行星、行星到星系,宇宙物體基本上都繞著一個質量更大的物體旋轉著,然而天文學家現在發現宇宙中已知最大的結構——纖維狀結構(俗稱宇宙網),似乎也在繞著某個軸旋轉。

138 億年前,宇宙於大爆炸中誕生,隨後構成宇宙大部分已知物質的氣體坍縮成「薄片」並裂開,形成巨大宇宙網的細絲,也就是當今宇宙已知最大的纖維狀結構。

實際上這一條條纖維由引力相互束縛的超星系團壁組成,大多數星系聚集在節點,透過少量氣體與大量暗物質充斥的「線」延伸到另一個節點,線外則是沒有東西存在的空洞(Void)。纖維狀結構長度可跨越達 2.6 億光年,子類型包括超星系團複合體、星系長城、星系板等,比如去年,科學家在距離我們僅 5 億光年處發現了新的巨大宇宙纖維結構,命名為「南極長城」,長度橫跨 13.7 億光年。

和巨大纖維狀結構相比,我們的地球就像一粒塵埃,而我們知道宇宙看似穩定,實際上所有物體每分每秒都在以我們無從察覺的速度移動,小行星、行星到星系等都繞著另個質量更大的物體旋轉,比如地球繞著太陽、太陽系繞著銀河系轉,而銀河系本身只是可觀測宇宙中數十億個旋轉星系之一。

科學家之前假設過宇宙中最大的旋轉物體是星系團,它們極其緩慢地繞著某條軸運動,就是沒想過尺度大到令人難以置信的纖維狀結構也可能會旋轉。

德國萊布尼茨天體物理研究所(Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam)團隊透過史隆數位巡天調查(SDSS)數據檢查了超過 17,000 根宇宙細絲,分析組成這些纖維的星系移動速度,驚訝從這些星系的移動方發現它們正圍繞每個纖維的中心軸旋轉,最快速度約每小時 36 萬公里。

雖然不是每根細絲都在旋轉,但似乎有某幾條纖維出現旋轉傾向,萊布尼茨天體物理研究所宇宙學家 Noam Libeskind 表示,這使得纖維狀結構成為已知具有角動量的最大物體。這些細絲與星系的形成和演化密切相關,對星系的自轉也有一定影響力,經常調節星系及暗物質暈旋轉的方向。

目前問題在於,它們為什麼旋轉?大爆炸並不會賦予宇宙任何原始自旋,任何旋轉都必須以結構形式生成,因此導致這些纖維結構旋轉的原因,必然是由後期某種未知的物理機制負責。

這項新研究將有助於我們了解星系如何在整個宇宙網內移動、為什麼宇宙的一切都在旋轉、以及這些旋轉又如何產生。

新論文發表在《自然天文學》(Nature Astronomy)期刊。

(首圖來源:萊布尼茨天體物理研究所

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