Los astrónomos informaron recientemente que descubrieron un filamento galáctico "delgado como una cuchilla" compuesto de galaxias ricas en hidrógeno a unos 140 millones de años luz de la Tierra, y confirmaron que toda la estructura está girando. Se considera una de las estructuras giratorias más grandes jamás descubiertas. Se espera que la investigación, publicada en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, proporcione pistas importantes sobre cómo se formaron y adquirieron rotación las galaxias en el universo primitivo.
La "red cósmica" del universo está compuesta de enormes filamentos de materia oscura y galaxias. Estos filamentos cósmicos son a la vez esqueletos estructurales y "autopistas" que transportan materia y impulso a las galaxias. El equipo de investigación señaló que los filamentos en el espacio cercano que contienen una gran cantidad de galaxias en co-rotación son particularmente adecuados para estudiar cómo las galaxias "toman el control" de la rotación y el gas de estructuras de mayor escala, y también pueden probar las teorías existentes sobre cómo la rotación a gran escala del universo se acumula gradualmente a lo largo de decenas de millones de años luz.
Durante esta observación, el equipo descubrió 14 galaxias vecinas ricas en gas hidrógeno neutro, que estaban casi alineadas, formando un filamento extremadamente delgado de unos 5,5 millones de años luz de largo y sólo unos 117.000 años luz de ancho. Este "filamento" está incrustado en un filamento cósmico mucho más grande, que contiene más de 280 galaxias y tiene una longitud total de unos 50 millones de años luz. Las observaciones muestran que la dirección de rotación de un número considerable de galaxias es consistente con la dirección de rotación de todo el filamento, que es mucho mayor de lo esperado bajo una distribución aleatoria. Esto plantea un desafío a las teorías existentes e implica que la influencia de la estructura a gran escala del universo en la rotación de las galaxias puede ser más fuerte y durar más.
Los investigadores también descubrieron que las galaxias a ambos lados de la "cresta principal" del filamento mostraban un movimiento inverso, lo que indica que toda la estructura estaba girando como un todo. Mediante el cálculo del modelo dinámico del filamento, dieron una velocidad de rotación de unos 110 kilómetros por segundo y estimaron que el radio de la densa región central del filamento es de unos 50.000 pársecs (unos 163.000 años luz). El equipo de investigación comparó vívidamente este fenómeno con una "taza de té que gira" en un parque de diversiones: cada galaxia es como una taza de té que gira, y la plataforma que las transporta, el propio filamento cósmico, también está girando. Esta "doble rotación" proporciona una ventana poco común para comprender cómo las galaxias obtienen la rotación a partir de la estructura a gran escala en la que se encuentran.
Por sus características dinámicas, este filamento galáctico parece ser todavía joven y relativamente "imperturbado". La existencia de un gran número de galaxias ricas en hidrógeno y la baja amplitud de su movimiento interno indican que se encuentran en el llamado estado "dinámicamente frío" y es posible que aún se encuentren en las primeras etapas de evolución. Dado que el hidrógeno es la materia prima para la formación de estrellas, las galaxias ricas en hidrógeno a menudo significan que estas galaxias todavía están acumulando o reteniendo activamente el "combustible" necesario para formar estrellas y, por lo tanto, proporcionan una muestra ideal para estudiar las etapas tempranas o en curso de la formación y evolución de las galaxias.
El gas hidrógeno neutro es extremadamente sensible a las perturbaciones del movimiento, por lo que las galaxias ricas en hidrógeno también son excelentes "trazadores" para rastrear el flujo de gas en los filamentos cósmicos. Al observar la distribución y el movimiento del gas hidrógeno, los investigadores pueden ver más claramente cómo el gas es "transportado" a la galaxia a lo largo de los filamentos, infiriendo así cómo se transfiere el momento angular en la red cósmica, afectando así a la estructura, rotación y eficiencia de formación de estrellas de la galaxia. También se espera que este resultado proporcione una referencia para futuras observaciones de lentes gravitacionales débiles en cosmología, porque la forma y orientación inherentes de la propia galaxia provocarán una contaminación de "alineación intrínseca" en las mediciones relevantes, que debe caracterizarse y corregirse en el modelo.
El trabajo utilizó datos del radiotelescopio MeerKAT en Sudáfrica, que consta de 64 antenas de radio interconectadas y es uno de los radiotelescopios más potentes que funcionan en la actualidad. El equipo de investigación identificó este filamento giratorio en el proyecto de estudio del cielo profundo llamado MIGHTEE, y combinó las observaciones ópticas del Espectrorradiómetro de Energía Oscura (DESI) y el Sloan Digital Sky Survey (SDSS) para confirmar que tiene tanto una alineación general de la dirección de rotación de la galaxia como una rotación general a gran escala. Uno de los líderes del estudio dijo que este filamento es como un "registro fósil del flujo del universo", ayudando a la gente a rastrear cómo las galaxias acumularon rotación y crecieron gradualmente a lo largo de la larga historia del universo.