Astrofysikere finder, når galakser roterer, størrelse betyder noget

Retningen, som en galakse drejer i, afhænger af dens masse, forskere har fundet.

Et hold af astrofysikere analyserede 1418 galakser og fandt ud af, at små galakser sandsynligvis vil dreje på en anden akse end store. Rotationen blev målt i forhold til hver galakses nærmeste "kosmiske filament" - de største strukturer i universet.

Filamenter er massive trådlignende formationer, omfattende enorme mængder stof – inklusive galakser, gas og, modellering indebærer, mørkt stof. De kan være 500 millioner lysår lange, men kun 20 millioner lysår brede. I deres største skala, filamenterne opdeler universet i et stort gravitationsforbundet gitter afbrudt med enorme hulrum i mørkt stof.

"Det er værd at bemærke, at rygraden af ​​kosmiske filamenter stort set er motorvejen til galaktisk migration, med mange galakser, der støder på og smelter sammen undervejs, " siger ledende forsker Charlotte Welker, en ASTRO 3-D-forsker, der oprindeligt arbejder ved International Center for Radio Astronomy Research (ICRAR) og nu ved McMaster University i Canada.

ASTRO 3-D er ARC Center of Excellence i All Sky Astrophysics, baseret i Australien.

Filamenterne er grunden til, at universet ligner en bikage, eller en kosmisk Aero chokoladebar.

Ved at bruge data indsamlet af et instrument kaldet Sydney-AAO Multi-object Integral-field Spectrograph (SAMI) ved Australiens Anglo-Australian Telescope (AAT), Dr. Welker, anden forfatter og ASTRO 3-D hovedforsker professor Joss Bland-Hawthorn fra University of Sydney, og kolleger fra Australien, USA, Frankrig og Korea studerede hver af målgalakserne og målte dens spin i forhold til dens nærmeste filament.

De fandt ud af, at de mindre havde en tendens til at rotere direkte på linje med filamenterne, mens de større er vendt i rette vinkler. Justeringen ændres fra den første til den anden som galakser, trukket af tyngdekraften mod rygraden af ​​en filament, kolliderer og smelter sammen med andre, dermed få masse.

Det er et fænomen, som Dr. Welker sammenligner med rulleskøjteløb i selskab med en ven.

"Flippet kan være pludseligt, " siger hun. "At fusionere med en anden galakse kan være alt, hvad der skal til.

"Forestil dig, at du skøjter efter en ven og indhenter det. Hvis du tager fat i din vens hånd, mens du stadig bevæger dig hurtigere, I vil begge begynde at rotere på en lodret akse - et spin vinkelret på din vandrette bane.

"Imidlertid, hvis en lille kat - en meget lettere smule materie - løber efter din veninde og hopper på hende, vil hun sandsynligvis ikke begynde at spinde. Det ville tage mange katte, der hoppede på hende på én gang, for at ændre hendes rotation."

Medforfatter Scott Croom fra University of Sydney, også en ASTRO 3-D hovedefterforsker, siger resultatet giver indsigt i universets dybe struktur.

"Stort set alle galakser roterer, og denne rotation er fundamental for, hvordan galakser dannes, " han siger.

"For eksempel, de fleste galakser er i flade roterende skiver, som vores Mælkevej. Vores resultat hjælper os med at forstå, hvordan den galaktiske rotation bygger op på tværs af kosmisk tid."

Han tilføjer, at et nyt instrument, kaldet Hector, skal installeres ved Anglo Australian Telescope næste år, vil muliggøre en væsentlig udvidelse af forskningen på området.

"Hector vil være i stand til at udføre undersøgelser fem gange større end SAMI, " siger han. "Med dette vil vi være i stand til at grave i detaljerne i denne spin-justering for bedre at forstå fysikken bag den."

Mælkevejen, i øvrigt, har et spin, der er på linje med dets nærmeste kosmiske filament, men tilhører en klasse af mellemstore galakser, samlet set, viser ingen klar tendens til parallelle eller vinkelrette spins.

"Det er som at sige, at der ikke er nogen præference for te eller kaffe blandt en gruppe mennesker, " siger Dr. Welker. "Enkeltpersoner foretrækker måske stadig enten te eller kaffe, men generelt er der ingen generel tendens til kaffe i gruppen."