Mappando il movimento delle galassie in enormi filamenti che collegano la rete cosmica, astronomi del Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam (AIP), in collaborazione con scienziati in Cina ed Estonia, hanno scoperto che questi lunghi viticci di galassie ruotano sulla scala di centinaia di milioni di anni luce. Una rotazione su scale così enormi non era mai stata vista prima. I risultati pubblicati in Astronomia della natura significa che il momento angolare può essere generato su scale senza precedenti.

I filamenti cosmici sono enormi ponti di galassie e materia oscura che collegano tra loro ammassi di galassie. Incanalano le galassie verso e in grandi ammassi che si trovano alle loro estremità. "Mappando il movimento delle galassie in queste enormi autostrade cosmiche utilizzando il sondaggio Sloan Digital Sky, un sondaggio di centinaia di migliaia di galassie, abbiamo scoperto una proprietà notevole di questi filamenti:ruotano, "dice Peng Wang, primo autore dello studio ora pubblicato e astronomo presso l'AIP.

Noam Libeskind, promotore del progetto presso l'AIP, dice, "Nonostante siano cilindri sottili, di dimensioni simili alle matite, lunghi centinaia di milioni di anni luce, ma solo pochi milioni di anni luce di diametro, questi fantastici viticci di materia ruotano. Su queste scale, le galassie al loro interno sono esse stesse solo granelli di polvere. Si muovono su eliche, o orbite a cavatappi, girando intorno al centro del filamento mentre lo percorre. Una tale rotazione non è mai stata vista prima su scale così enormi, e l'implicazione è che ci deve essere un meccanismo fisico ancora sconosciuto responsabile della torsione di questi oggetti".

Il modo in cui il momento angolare responsabile della rotazione viene generato in un contesto cosmologico è uno dei problemi chiave irrisolti della cosmologia. Nel modello standard di formazione della struttura, le piccole sovradensità presenti nell'universo primordiale crescono tramite l'instabilità gravitazionale mentre la materia scorre dal basso verso le regioni sovradense. Tale flusso potenziale è irrotazionale o privo di arricciature; non c'è rotazione primordiale nell'universo primordiale. Come tale, ogni rotazione deve essere generata man mano che le strutture si formano. La rete cosmica in generale, e filamenti in particolare, sono intimamente connessi con la formazione e l'evoluzione delle galassie. Hanno anche un forte effetto sulla rotazione galattica, spesso regolando la direzione di rotazione delle galassie e dei loro aloni di materia oscura. Però, non è noto se l'attuale comprensione della formazione della struttura preveda che i filamenti stessi, essendo oggetti quasi lineari non collassati, dovrebbe girare.

"Motivato dal suggerimento del teorico Dr. Mark Neyrinck che i filamenti possono ruotare, abbiamo esaminato la distribuzione delle galassie osservate, cercando la rotazione del filamento, " dice Noam Libeskind. "È fantastico vedere questa conferma che i filamenti intergalattici ruotano nell'universo reale, così come nella simulazione al computer."

Utilizzando un sofisticato metodo di mappatura, la distribuzione delle galassie osservate è stata segmentata in filamenti. Ogni filamento è stato approssimato da un cilindro. Le galassie al suo interno sono state divise in due regioni su entrambi i lati della spina dorsale del filamento (in proiezione) e la differenza media di redshift tra le due regioni è stata misurata con attenzione. La differenza media del redshift è un proxy per la differenza di velocità (lo spostamento Doppler) tra le galassie sul lato che si allontana e si avvicina al tubo del filamento. Può così misurare la rotazione del filamento. Lo studio implica che, a seconda dell'angolo di visione e della massa del punto finale, i filamenti nell'universo mostrano un chiaro segnale coerente con la rotazione.