Astronomen zien geboorte cluster van sterrenstelsels in vroege heelal
Een internationaal team van astronomen heeft een groot reservoir van heet gas ontdekt in de cluster-in-wording rond het Spinnenwebstelsel. De sterrenkundigen voorspellen, mede op basis van dat hete gas, dat de cluster-in-wording zal uitgroeien tot een van de grootste objecten in het heelal. Daardoor zijn we weer een stap dichterbij het ontdekken wanneer de eerste clusters zijn ontstaan, aldus de Leidse sterrenkundige George Miley. De bevindingen verschenen in Nature.
Clusters kunnen duizenden sterrenstelsels bevatten. Tussen de sterrenstelsels bevindt zich het zogeheten intraclustermedium. Dat hete gas heeft meer massa dan de sterrenstelsels zelf. De aanwezigheid van heet gas in clusters-in-wording wordt al meer dan tien jaar door kosmologische simulaties voorspeld, maar waarnemingen die de voorspelling konden bevestigen, ontbraken.
Onderzoek onder leiding van Luca di Mascolo (Universiteit van Triëst, Italië) aan de Spinnenweb-protocluster laat nu duidelijk zien dat er heet gas tussen de sterrenstelsels moet zijn. De Spinnenwebcluster bevindt zich op meer dan 10 miljard lichtjaar van de aarde in het heelal dat toen slechts 3 miljard jaar jong was.
Schaduw verklapt massa en vorm
De sterrenkundigen ontdekten het intraclustermedium via het zogeheten thermische Soenjajev-Zeldovitsj-effect. Dit effect treedt op wanneer licht van de kosmische achtergrondstraling – de reststraling van de oerknal – door het intraclustermedium gaat. Bij de wisselwerking met de snel bewegende elektronen in het hete gas wint dit licht een beetje energie en verandert het enigszins van kleur oftewel golflengte. Bij bepaalde golflengten werpt een cluster van sterrenstelsels daardoor een soort schaduw over de kosmische achtergrondstraling.
Vanwege de gekozen cookie-instellingen kunnen we deze video hier niet tonen.
Bekijk de video op de oorspronkelijke website ofDoor deze schaduwen te meten met behulp van de telescopen van het ALMA-observatorium, konden de astronomen niet alleen het bestaan van het hete gas afleiden, maar ook de massa schatten en de vorm in kaart brengen.
De onderzoekers stelden vast dat de Spinnenweb-protocluster een enorm reservoir van heet gas bevat met een temperatuur van enkele tientallen miljoenen graden Celsius. De massa van het hete gas dat nu is opgespoord, is duizenden malen groter dan het koude koud gas dat eerder was ontdekt. De ontdekking versterkt de verwachting dat de Spinnenweb-protocluster over ongeveer tien miljard jaar uitgegroeid is tot een zware cluster van sterrenstelsels.
Veertig jaar
De Leidse emeritus hoogleraar George Miley staat als co-auteur op de publicatie over de Spinnenwebcluster. 'Meer dan veertig jaar geleden namen we de iconische cluster voor het eerst waar met de Westerbork-telescoop. Later toonde Hubble ons het spinnenwebachtige uiterlijk. En nu hebben we met ALMA het hete gas ontdekt.'
Miley voegt toe: 'En het is nog niet klaar. De LOFAR-telescopen speuren op dit moment de hemel af op zoek naar nog meer Spinnenwebclusterachtige objecten. Ik verwacht dat we op enig moment gaan ontdekken wanneer de eerste clusters zijn ontstaan.'
Wetenschappelijk artikel
Forming intracluster gas in a galaxy protocluster at a redshift of 2.16. Luca Di Mascolo et al.
Dit artikel verscheen als persbericht op de website van NOVA.