اكتشف علماء الفلك أحد أكبر الهياكل الدوارة في الكون: خيوط كونية رقيقة يبلغ طولها حوالي 50 مليون سنة ضوئية، تدور بداخلها عشرات المجرات بشكل متزامن، كما لو كانت على دائري عملاق. ونشرت النتائج في المجلة الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية.

كيف يعمل خيط الغزل العملاق؟

ومن المثير للدهشة بشكل خاص تلك السلسلة الضيقة المكونة من 14 مجرة ​​غنية بالهيدروجين، ويبلغ طولها 5.5 مليون سنة ضوئية وعرضها 117000 سنة ضوئية فقط. تدور معظم هذه المجرات في نفس الاتجاه، ويدور الخيط نفسه ببطء بسرعة تبلغ حوالي 110 كم/ثانية.

وأظهرت المحاكاة أن الجزء المركزي الكثيف من الخيط ينقل الزخم الزاوي إلى المجرات، كما لو أن حبلًا غزلًا يتسبب في دوران الكرات المرتبطة به. وهذا يساعد العلماء على فهم كيف تؤثر الهياكل الكبيرة في الكون على دوران المجرات.

تقول الدكتورة ليلى يونغ من جامعة أكسفورد: “ما يجعل هذه البنية استثنائية ليس فقط حجمها، ولكن أيضًا مزيج من محاذاة الدوران والحركة الدورانية. كل مجرة ​​تشبه كوبًا دوارًا، لكن المنصة بأكملها – الخيط الكوني – تدور أيضًا. هذه الحركة المزدوجة تعطينا فكرة نادرة عن كيفية حصول المجرات على دورانها من هياكل أكبر”.

كيف تم العثور عليها

تم جمع البيانات من التلسكوب الراديوي الجنوب أفريقي MeerKAT – 64 هوائيًا تعمل مثل عين واحدة ضخمة يبلغ قطرها 8 كيلومترات. يكتشف انبعاث راديو خافت من الهيدروجين المحايد، الذي يتوهج في المجرات الشابة. ثم أضفنا صورًا بصرية من مشروعي DESI وSDSS الأمريكيين. والنتيجة هي خريطة ثلاثية الأبعاد: المجرات الموجودة على جانبي الخيط تتحرك في اتجاهين متعاكسين، مثل الماء في القمع.

الخيوط الكونية هي “الطرق السريعة” للكون. يتدفق الغاز والمادة المظلمة والزخم الزاوي (الدوران) من خلالها. في السابق، كان يُعتقد أن المجرة تكتسب دورانًا عند ولادتها فقط بسبب الدوامات العشوائية في سحابة الغاز. أصبح الأمر واضحًا الآن: يمكن للخيوط الضخمة أن تدور مجموعات كاملة من المجرات لمليارات السنين.

تقول الدكتورة مادالينا تودورايس من كامبريدج وأكسفورد: “هذا الخيط عبارة عن سجل متحجر للتيارات الكونية. إنه يساعدنا على تجميع صورة لكيفية اكتساب المجرات للدوران ونموها بمرور الوقت”.

لا يزال الخيط صغيرًا جدًا: يوجد فيه الكثير من الغاز، وعدد قليل من النجوم القديمة، ودرجة الحرارة منخفضة – إنه “بارد ديناميكيًا”

من أين يأتي الدوران ولماذا هو مهم؟

وأظهرت المحاكاة أن الجزء المركزي الكثيف من الخيط يبلغ نصف قطره حوالي 163 ألف سنة ضوئية ويدور بسرعة 110 كم/ثانية. وهذا يعني أن دوران الجزء المركزي من الخيط ينتقل إلى المجرات، تمامًا كما هو الحال عندما ينفك الحبل، وتبدأ الكرات المرتبطة به في الدوران معه.

يتم بالفعل استخدام هذا الاكتشاف لإعداد اثنين من أكبر المشاريع في العقد:

• تلسكوب إقليدس الفضائي (ESA)،
• مرصد فيرا روبين في تشيلي.

سوف يبحثون عن خيوط دوارة مماثلة في جميع أنحاء الكون المرئي. إذا كان هناك الكثير منهم، فسوف يعيد كتابة نماذج تكوين المجرات.

يقول البروفيسور مات جارفيس من أكسفورد، الذي قاد مراجعة MIGHTEE على MeerKAT:

“يوضح هذا حقًا إمكانية الجمع بين البيانات من مراصد مختلفة للحصول على فهم أعمق لكيفية تشكل الهياكل والمجرات الكبيرة في الكون. لا يمكن إجراء هذا النوع من البحث إلا بواسطة فرق كبيرة ذات مهارات متنوعة.”

شارك في العمل علماء من أكسفورد، وكامبريدج، وجامعة ويسترن كيب، ورودس، وهيرتفوردشاير، وبريستول، وإدنبره، وكيب تاون.