科學家發現長達五千萬光年的巨型旋轉星系長絲

國際研究團隊，由牛津大學領銜，於2025年12月宣布了一項驚人的發現：在宇宙網中存在一個極為龐大的旋轉結構。這個結構是一條超薄的星系長絲，橫跨約五千萬光年，並且正繞著自身的軸心旋轉。這使其成為目前已知最大的旋轉系統之一。這條被稱為「宇宙螺旋」的結構，距離地球約一億四千萬光年，其紅移值定為z=0.032。

這項突破性的發現是透過分析南非MeerKAT射電望遠鏡所收集的數據得出的。這些數據來自MIGHTEE（MeerKAT國際千兆赫茲分層星系外探索）深空巡天計畫，該計畫旨在測量中性氫的無線電輻射。牛津大學的天體物理學教授麥特·賈維斯（Matt Jarvis）領導了MIGHTEE巡天工作。為了確認該結構，研究人員還整合了來自暗能量光譜儀（DESI）和史隆數位巡天（SDSS）星系景觀巡天等光學觀測的資料。他們在沿著這條長絲上識別出14個富含氫的星系，而這條長絲本身是更大結構的一部分，該結構共包含超過280個星系。

這條星系長絲展現出整體性的旋轉行為：位於一側的星系正朝向地球移動，而另一側的星系則正在遠離地球。計算所得的旋轉速度約為每秒110公里，完成一次完整自轉大約需要28億年。正如賈維斯教授所強調的，綜合運用來自不同天文台的數據，對於深入理解大尺度結構和星系的形成過程至關重要。共同首席作者莉拉·楊（Lila Young）博士指出，該結構在自旋軸與旋轉運動方向上展現出驚人的一致性，她將其比喻為遊樂園裡的「旋轉木馬」。

這種雙重運動模式，即整體旋轉與個別星系運動的結合，為我們提供了寶貴的線索，用以探究星系如何從其所處的更大系統中獲得旋轉動能。來自劍橋大學和牛津大學的瑪達琳娜·圖多拉凱（Madalina Tudorache）博士將這條長絲譽為「宇宙流動的化石遺跡」，它有助於重建星系如何積累其自旋並隨時間演化的圖像。富含氫的星系的存在，也是氣體沿著宇宙長絲流動的絕佳指標，揭示了角動量如何穿過宇宙網，進而影響星系的形態、自旋和恆星形成。

主流的潮汐力矩理論（Tidal Torque Theory, TTT）認為，角動量主要源於物質大尺度流動中的剪切力。然而，這項研究發現，長絲中幾乎所有星系的自轉軸都與結構本身平行，這是一種比宇宙學模型預測更為協調一致的現象。這強烈暗示，宇宙環境對星系自旋的影響比先前預期的更為強大且持久。此外，長絲中的星系含有異常多的氫氣，這表明該結構相對年輕，尚未經歷大規模的合併或碰撞事件。

研究人員將這個系統描述為一個「流動的化石樣本」，它是早期宇宙形成這些巨大結構時留下的遺產。這項發現為宇宙中物質和角動量的分佈提供了新的佐證，同時也對現有的宇宙學模型提出了挑戰。如果像這樣高度定向的結構在宇宙中普遍存在，那麼它可能會影響未來重力透鏡實驗的分析結果，例如歐洲太空總署（ESA）的「歐幾里得號」（Euclid）任務或智利維拉·魯賓天文台（Vera C. Rubin Observatory）的觀測。最終，這項發現有望幫助我們闡明星系旋轉的起源，以及宇宙初始角動量的來源。