Zelfs de grootste structuren in het heelal – de filamenten van het kosmische web – roteren

We weten dat planeten en sterren roteren, dat zelfs sterrenstelsels en mogelijk ook de halo’s van donkere materie rondom sterrenstelsels roteren. Maar nu blijkt uit onderzoek dat zelfs de allergrootste structuren in het heelal, de filamenten van het kosmische web, roteren en wel om hun lengte-as. Voor de duidelijkheid: die filamenten bestaan uit enorme lange, dunne slierten van sterrenstelsels, met aan de uiteinden van de filamenten clusters van sterrenstelsels als knooppunten. Ze kunnen honderden miljoenen lichtjaren lang worden (sommigen zelfs nóg groter) en het ‘skelet’ van dat web van filamenten wordt gevormd door de donkere materie, die alles via z’n zwaartekrachtswerking bijeen houdt. Sterrenkundigen van het Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam (AIP) hebben samen met collega’s in Estland en China de snelheden bestudeerd van maar liefst 213.625 sterrenstelsels in 17.181 filamenten. De gegevens daarvoor haalden ze uit de databanken van de Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Die gegevens analyseerden ze met een algoritme genaamd Bisous, dat oorspronkelijk bedoeld was om wegen te herkennen op satellietfoto’s. Hieronder een schematische voorstelling van zo’n filament, met aan de uiteinden clusters van sterrenstelsels.

Uit de analyse van de gegevens komt naar voren dat de sterrenstelsels in de filamenten niet alleen langs de lengte-as van filamenten bewegen, maar ook dat ze om die as heendraaien, een kurkentrekkerachtige ‘helix’ beweging dus. Bij de filamenten met grote clusters aan het uiteinde blijkt de beweging groter te zijn dan met kleinere clusters, dus er lijkt een verband te zijn met de zwaartekracht. De vraag is wel waar de rotatie precies vandaan komt. Er is een behoudswet van impulsmoment, dus die rotatie kan niet zomaar ontstaan. In het standaardmodel van de vorming van grootschalige structuren in het heelal groeiden in het vroege heelal de plekken met gemiddeld iets meer materie door de zwaartekracht uit tot filamenten. Die plekken zouden rotatievrij of krulvrij moeten zijn, er is geen oerrotatie in het vroege heelal. De rotatie moet dus tijdens de vorming van deze grote structuren zijn ontstaan. Volgende vraag die rijst: roteert ook de grootste schaal die we kennen, het heelal als geheel? Hier het vakartikel over de rotatie van de filamenten, verschenen in Nature Astronomy. Bron: Phys.org + Astrobites.