——習(xí)近平總書(shū)記在致中國(guó)科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國(guó)科學(xué)院辦院方針
近日，中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)王鵬青年研究員基于斯隆數(shù)字化巡天（SDSS）的大樣本光譜數(shù)據(jù)，首次系統(tǒng)性地揭示了星系群自旋與其中央星系自旋在天球投影平面上呈現(xiàn)顯著的方向性對(duì)齊。該成果以“Observational Evidence for Spin Alignment between Galaxy Groups and Their Central Galaxies”為題發(fā)表于《天體物理學(xué)快報(bào)》（The Astrophysical Journal Letters），論文作者為王鵬一人（見(jiàn)文章首頁(yè)截圖）。研究以“自旋”（角動(dòng)量）這一直接的動(dòng)力學(xué)量為切入點(diǎn)，凸顯星系群這一“中間尺度”在宇宙角動(dòng)量由大尺度（宇宙網(wǎng)／纖維結(jié)構(gòu)）向小尺度（星系）逐級(jí)傳遞過(guò)程中的關(guān)鍵“橋梁”作用。
將“形狀對(duì)齊”提升為“自旋對(duì)齊”，直指角動(dòng)量傳遞機(jī)制。在層級(jí)結(jié)構(gòu)形成框架下，物質(zhì)沿宇宙網(wǎng)各向異性流動(dòng)，并在潮汐力矩作用下獲得角動(dòng)量；星系群由小質(zhì)量暗暈經(jīng)吸積與并合逐步組裝，其角動(dòng)量隨之演化并向內(nèi)部成員（尤其是中央星系）傳遞。既往觀測(cè)多以“形狀／長(zhǎng)軸”為探針，研究指出中央星系與宿主暗暈在投影上的典型對(duì)齊角約20°~ 40°，但難以直接反映角動(dòng)量的真實(shí)耦合。本研究通過(guò)直接度量星系群與中央星系在投影平面上的自旋軸，給出“自旋—自旋”的方向性對(duì)齊證據(jù)，更貼近角動(dòng)量傳遞的動(dòng)力學(xué)本質(zhì)（見(jiàn)科學(xué)結(jié)果圖）。
學(xué)術(shù)意義在于明確星系群是角動(dòng)量逐級(jí)傳遞的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。本研究從“角動(dòng)量傳遞”的視角，建立了星系群—中央星系自旋對(duì)齊的系統(tǒng)證據(jù)，突出星系群在角動(dòng)量由大尺度（宇宙網(wǎng)／大尺度纖維結(jié)構(gòu)）向小尺度（星系）傳遞中的“橋梁”作用。該結(jié)果為星系—暗暈角動(dòng)量的協(xié)同演化提供了新的動(dòng)力學(xué)約束，并有助于理解角動(dòng)量在多尺度宇宙環(huán)境中的獲取、保留與再分配機(jī)制。
王鵬表示：“我們的工作首次從動(dòng)力學(xué)角度、以投影自旋軸為直接探針，系統(tǒng)性地證實(shí)了星系群與其中央星系之間存在顯著的方向?qū)R。這不僅深化了我們對(duì)星系—暈關(guān)聯(lián)的理解，更重要的是，為追蹤角動(dòng)量如何從宇宙大尺度環(huán)境逐級(jí)向星系內(nèi)部傳遞提供了關(guān)鍵觀測(cè)證據(jù)。”參考科學(xué)卡通圖。
科學(xué)卡通圖：星系群/暗物質(zhì)暈在角動(dòng)量從宇宙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（大尺度）到星系（小尺度）傳遞過(guò)程中的橋梁作用。Abacus平臺(tái)設(shè)計(jì)制作。
該研究獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金委面上項(xiàng)目、中國(guó)載人航天工程巡天空間望遠(yuǎn)鏡專(zhuān)項(xiàng)科學(xué)研究經(jīng)費(fèi)、上海市啟明星（A類(lèi)）項(xiàng)目的經(jīng)費(fèi)資助。
論文鏈接：https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ae0ca5
科學(xué)聯(lián)系人：王鵬??pwang@shao.ac.cn
科學(xué)結(jié)果圖：星系群自旋和中央星系自旋的對(duì)齊信號(hào)，研究采用了兩種獨(dú)立的方法，分別得到了統(tǒng)計(jì)上相似的信號(hào)。
