発見された5000万光年にも及ぶ巨大な回転型銀河フィラメント

オックスフォード大学を筆頭とする国際研究チームは、2025年12月に宇宙の大規模構造である「宇宙の網」の中に、極めて巨大な回転構造を発見したと発表しました。この構造は、約5000万光年にわたって伸びる超希薄な銀河フィラメントであり、その軸を中心に回転していることが確認されています。これは、確認された回転系としては最大級の一つとなります。この「宇宙のらせん」は地球から約1億4000万光年の距離に位置しており、赤方偏移（z）は0.032に相当します。

この驚くべき発見は、南アフリカのMeerKAT電波望遠鏡を用いたMIGHTEE（MeerKAT International GHz Tiered Extragalactic Exploration）深宇宙サーベイのデータ解析によってもたらされました。MIGHTEEは、中性水素からの電波放射を測定するプロジェクトです。MIGHTEEサーベイを主導したオックスフォード大学の天体物理学教授マット・ジャーヴィス氏によれば、この構造の特定には、暗黒エネルギー分光器（DESI）やスローン・デジタル・スカイサーベイ（SDSS）による光学的観測データも組み合わされました。研究者たちは、このフィラメントに沿って水素を豊富に含む14の銀河を特定しましたが、このフィラメント全体としては280以上の銀河を含む、より大きな構造の一部を成しています。

フィラメント全体が回転運動を示しており、一方の側にある銀河は地球に接近し、反対側の銀河は遠ざかっているという明確な証拠が得られています。算出された回転速度は約秒速110キロメートルに達し、一回転するには約28億年を要すると推定されます。ジャーヴィス教授は、様々な観測所からのデータを統合することが、銀河や大規模構造の形成過程を深く理解する上で極めて重要であると強調しました。共同筆頭著者であるリラ・ユング博士は、この構造が、スピンの配向と回転運動が一致している点で特異であり、遊園地のコーヒーカップ型アトラクションに例えられるほどだと述べています。

この二重の運動は、銀河が自らが属するより大きな系からどのようにして回転運動を獲得するのかについて、貴重な洞察を提供します。ケンブリッジ大学およびオックスフォード大学に所属するマダリナ・トゥドラケ博士は、このフィラメントを「宇宙の流れの化石痕跡」と表現し、銀河が時間の経過とともにどのようにスピンを蓄積し進化してきたかの全体像を復元するのに役立つと指摘しました。また、水素を豊富に含む銀河の存在は、宇宙フィラメントに沿ったガスの流れを示す優れた指標となり、角運動量が宇宙の網を介してどのように流れ込み、銀河の形態、スピン、星形成に影響を与えるかを明らかにします。

従来の潮汐モーメント理論（Tidal Moment Theory: TMT）では、角運動量は物質の大規模な流れのせん断力によって生じるとされています。しかし、今回の研究では、このフィラメント内のほぼ全ての銀河のスピン軸が構造の軸と平行になっていることが判明しました。これは、宇宙論モデルが予測するよりも遥かに協調性の高い現象です。この事実は、銀河のスピンに対する宇宙環境の影響が、これまで考えられていたよりも強力で持続的であることを示唆しています。さらに、フィラメント内の銀河は異常に多くの水素を含んでおり、これはフィラメントが比較的新しく、大規模な合体や衝突を経験していないことを示唆しています。

研究者たちは、この系を「流れの化石サンプル」と記述しており、これらの巨大な構造が形成された初期宇宙の遺物であると見ています。この発見は、宇宙における物質の分布と角運動量に関する新たな証拠を提供し、現在の宇宙論モデルに再考を迫るものです。もし、今回のような高度に配向した構造が宇宙に広く存在する場合、欧州宇宙機関（ESA）の「ユークリッド」ミッションやチリのヴェラ・ルービン天文台など、将来の重力レンズ実験の解析結果に影響を与える可能性があります。究極的には、この発見が銀河の回転の起源や、宇宙の初期角運動量の発生源を解明する鍵となるかもしれません。