Het begrijpen van de rotatie van filamenten kan astronomen helpen de oorsprong van kosmische spin te achterhalen
Kosmische filamenten zijn strengen van donkere materie en sterrenstelsels die roteren (geïllustreerd). Terwijl de filamenten ronddraaien, trekken ze materie in hun baan en naar clusters van sterrenstelsels aan elk uiteinde.
Manen doen het, sterren doen het, zelfs hele sterrenstelsels doen het. Nu zeggen twee teams van wetenschappers dat kosmische filamenten het ook doen. Deze ranken strekken zich uit over honderden miljoenen lichtjaren en draaien rond als gigantische kurkentrekkers.
Kosmische filamenten zijn de grootste bekende structuren van het universum en bevatten het grootste deel van de massa van het universum (SN: 1/20/14). Deze dichte, slanke strengen donkere materie en sterrenstelsels verbinden het kosmische web en leiden materie naar clusters van sterrenstelsels aan het uiteinde van elke streng (SN: 7/5/12).
Op het moment van de oerknal draaide de materie niet; toen, terwijl sterren en sterrenstelsels zich vormden, begonnen ze te draaien. Tot nu toe waren clusters van sterrenstelsels de grootste structuren waarvan bekend is dat ze roteren. “Conventioneel denken over het onderwerp zei dat daar de spin ophoudt. Op grotere schaal kun je geen koppels genereren”, zegt Noam Libeskind, kosmoloog aan het Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam in Duitsland.
Dus de ontdekking dat filamenten draaien – op een schaal waardoor sterrenstelsels eruitzien als stofdeeltjes – vormt een puzzel. “We hebben geen volledige theorie over hoe elk sterrenstelsel gaat draaien, of elk filament gaat draaien”, zegt Mark Neyrinck, kosmoloog aan de Universiteit van Baskenland in Bilbao, Spanje.
Om te testen op rotatie, gebruikten Neyrinck en collega’s een 3D-kosmologische simulatie om de snelheden van donkere materie klontert terwijl de klonten rond een gloeidraad bewogen. Hij en zijn collega’s beschrijven hun resultaten in een paper dat in 2020 op arXiv.org is geplaatst en nu in de pers is verschenen met de Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society. Ondertussen zochten Libeskind en collega’s naar rotatie in het echte universum, melden ze 14 juni in Natuurastronomie. Met behulp van de Sloan Digital Sky Survey heeft het team bewegingen van sterrenstelsels in kaart gebracht en maten hun snelheden loodrecht op de assen van de filamenten.
De twee teams ontdekten vergelijkbare rotatiesnelheden voor filamenten ondanks verschillende benaderingen, zegt Neyrinck, een “bemoedigende [indication] dat we naar hetzelfde kijken.”
Vervolgens willen onderzoekers aanpakken waardoor deze gigantische ruimtestructuren draaien en hoe ze aan de slag gaan. “Wat is dat proces?” zegt Libeskind. “Kunnen we erachter komen?”
