Gigantische spiraal van sterrenstelsels van 50 miljoen lichtjaar ontdekt

Een internationaal onderzoeksteam, onder leiding van de Universiteit van Oxford, heeft in december 2025 de ontdekking bekendgemaakt van een buitengewoon grote roterende structuur binnen het kosmische web. Deze formatie is een ultrafijne filament van sterrenstelsels dat zich uitstrekt over circa 50 miljoen lichtjaar. Het unieke kenmerk is dat dit filament om zijn eigen as roteert, wat het tot een van de grootste bevestigde roterende systemen maakt die ooit zijn waargenomen. Deze kosmische spiraal bevindt zich op een afstand van ongeveer 140 miljoen lichtjaar van de Aarde, wat overeenkomt met een roodverschuiving van z=0.032.

De baanbrekende ontdekking kwam tot stand door analyse van data verzameld met de MeerKAT-radiotelescoop in Zuid-Afrika, als onderdeel van de MIGHTEE-dieptesonde. Deze survey meet de radio-emissie van neutraal waterstof. Professor Matt Jarvis, hoogleraar astrofysica aan de Universiteit van Oxford, stond aan het roer van de MIGHTEE-campagne (MeerKAT International GHz Tiered Extragalactic Exploration). Voor het identificeren van deze structuur werden aanvullende optische waarnemingen gebruikt van het Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) en de Sloan Digital Sky Survey (SDSS).

De onderzoekers identificeerden veertien waterstofrijke sterrenstelsels die in een lijn langs dit filament zijn gerangschikt. Het filament maakt deel uit van een veel grotere structuur die in totaal meer dan 280 sterrenstelsels omvat. Het geheel vertoont een duidelijke rotatie: sterrenstelsels aan de ene kant bewegen naar de Aarde toe, terwijl die aan de andere kant van ons af bewegen. De berekende rotatiesnelheid bedraagt ruwweg 110 kilometer per seconde, wat neerkomt op een volledige omwenteling in ongeveer 2,8 miljard jaar.

Professor Matt Jarvis benadrukte het cruciale belang van het combineren van gegevens van verschillende observatoria. Dit stelt wetenschappers in staat om een dieper inzicht te krijgen in de processen die leiden tot de vorming van zowel grootschalige structuren als individuele sterrenstelsels. Dr. Laila Uung, mede-hoofdauteur van de studie, wees op de zeldzaamheid van de structuur, waarbij de uitlijning van de spin en de rotatiebeweging opmerkelijk is. Zij vergeleek het fenomeen treffend met de draaiende 'kopjes' in een attractiepark.

Deze dubbele beweging biedt waardevolle aanwijzingen over hoe sterrenstelsels hun rotatie verwerven vanuit de grotere systemen waarbinnen zij zich bevinden. Dr. Madalina Tudorache van de Universiteit van Cambridge en Oxford noemde dit filament een 'fossiele afdruk van kosmische stromingen'. Dit helpt bij het reconstrueren van de manier waarop sterrenstelsels hun spin accumuleren en zich in de loop van de tijd ontwikkelen. Het feit dat de sterrenstelsels waterstof bevatten, fungeert tevens als een uitstekende indicator voor de gasstroom langs de kosmische filamenten, waardoor duidelijk wordt hoe impulsmoment door het kosmische web stroomt en de morfologie, spin en stervorming van sterrenstelsels beïnvloedt.

De heersende Tidal Torque Theory (TTT) suggereert dat impulsmoment ontstaat door de schuifkrachten van de grootschalige materiestroom. Echter, deze studie toonde aan dat de spinassen van vrijwel alle sterrenstelsels in dit filament parallel lopen aan de structuur zelf. Dit is een veel coherenter verschijnsel dan de huidige kosmologische modellen voorspellen. Het impliceert dat de invloed van de kosmische omgeving op de spin van sterrenstelsels sterker en langduriger is dan tot nu toe aangenomen. Bovendien bevatten de sterrenstelsels in het filament ongebruikelijk veel waterstof, wat duidt op de relatieve jeugd van het filament en het ontbreken van significante fusies of botsingen.

De onderzoekers beschouwen dit systeem als een 'fossiel voorbeeld van een stroom', een overblijfsel uit het vroege heelal toen deze massieve structuren zich vormden. Deze bevinding levert nieuw bewijs over de verdeling van materie en impulsmoment in het universum en zet de huidige kosmologische modellen op scherp. Als structuren met zo'n hoge mate van oriëntatie, zoals deze, algemeen blijken te zijn, kan dit gevolgen hebben voor de analyse van toekomstige zwaartekrachtslens-experimenten, zoals die van de Euclid-missie van de Europese Ruimtevaartorganisatie (ESA) of de Vera C. Rubin Observatory in Chili. Uiteindelijk kan deze ontdekking helpen bij het verklaren van de oorsprong van de rotatie van sterrenstelsels en het initiële impulsmoment van het universum.