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科技工作者之家 2021-06-28
近日,由中国科学院紫金山天文台主持承担的中德国际合作项目“宇宙网络结构对星系性质的影响”取得重要进展。来自中国、德国和爱沙尼亚的学者利用斯隆星系巡天(SDSS)数据,分析宇宙大尺度纤维状结构(Cosmic Filaments)中星系的动力学特性,首次发现了宇宙大尺度纤维状结构的旋转信号。研究结果表明,角动量可以在大约上亿光年的大尺度上产生,这是以往未预料到的。相关研究成果以Possible observational evidence that cosmic filaments spin为题,在线发表在《自然-天文学》(Nature Astronomy)上。
研究团队利用斯隆星系巡天样本,通过使用复杂的映射方法,从星系分布找寻到纤维状结构。通过仔细测量纤维结构两侧星系的红移差异,研究团队发现其中一侧总是远离观测者,而另外一侧是靠近观察者。这表明纤维结构显示出与旋转一致的清晰信号。
在宇宙学背景下,如何产生角动量是宇宙学尚未解决的关键问题之一。在结构形成的标准模型中,当物质从低密度区域流向高密度区域时,早期宇宙中存在的小的高密度区域通过重力不稳定性增长。这种流动是无旋的: 早期宇宙中没有原始自转。因此,任何旋转都必须在结构形成的过程中产生。然而,目前对结构形成的理解能否预测纤维状结构本身是否也在旋转,尚不明确。这或许指引学界需要对当前结构形成理论进行更深刻的理解,亦或需引进其他新的机制来解释这一结果。
此外,纤维状结构在星系的形成和演化中起到了重要作用。它们对星系自旋产生较强影响,经常调节星系及其暗物质晕旋转的方向。纤维结构本身旋转的发现表明,它们可能会影响其内部星系的角动量的起源和演化。
研究工作获得国家自然科学基金中德国际合作与交流项目、国家杰出青年基金 、重点项目以及中国空间站巡天望远镜科学研究项目的资助。
图2.纤维结构(Filament)的旋转曲线。红线表示远离观测者的一侧,蓝线表示靠近观测者的一侧
来源:中国科学院
原文链接:http://www.cas.cn/syky/202106/t20210625_4795024.shtml
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