Een kosmisch web van oneindige lengte ontdekt door astronomen

2024 Auteur: Seth Attwood | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-16 16:13

Waarnemingen van een van de grootste clusters van sterrenstelsels in het sterrenbeeld Waterman hielpen astronomen om de eerste gedetailleerde foto's te maken van de strengen van het 'kosmische web' dat alle clusters van materie in het universum met elkaar verbindt. De foto's zijn gepubliceerd door het wetenschappelijke tijdschrift Science.

In het verleden hebben we al de gloed kunnen zien die wordt geproduceerd door deze gasbellen die zich buiten sterrenstelsels bevinden, astrofysicus Hideki Umehata van het RIKEN Research Center in Saitama, Japan.

Kosmologen suggereren dat de structuur van het universum lijkt op een eindeloos driedimensionaal web, waarvan de draden bijna volledig zijn samengesteld uit grote clusters donkere materie. Op de snijpunten van deze filamenten bevinden zich dichte brokken zichtbare materie, waaronder individuele sterrenstelsels en groepen "sterrenmegasteden".

Astronomen bestuderen de eigenschappen en de aard van dit web door verre sterrenstelsels en fluctuaties in de helderheid van de zogenaamde relictstraling te observeren, een soort "echo" van de oerknal. Het bewaarde informatie over hoe donkere materie door het heelal was verdeeld en maakte het extreem heterogeen in samenstelling en dichtheid.

Op zichzelf hebben astronomen de strengen van het "kosmische web", zoals opgemerkt door Umehata en zijn collega's, nog niet direct gezien. Allereerst wordt dit belemmerd door het feit dat het heldere licht van sterrenstelsels en hun clusters de extreem zwakke gloed van hun filamenten in het infrarode bereik overschaduwt. Slechts in enkele gelukkige gevallen, toen de "kiem" van de melkweg in hen opkwam, konden astronomen een deel van dit gas zien.

Deze bescheiden vorderingen hebben het voor kosmologen moeilijk gemaakt om te begrijpen of een van de grootste problemen in de moderne wetenschap bestaat - waarom het universum zogenaamd half zoveel materie bevat als de theorie voorspeld heeft. Filamenten, draden van het "kosmische web", kunnen deze "ontbrekende" materie herbergen, wat de discrepanties zou verklaren en de theorie zou redden van herziening.

Mysteries van de ruimte "bos"

Umehata en zijn collega's hebben een grote stap gezet om deze vraag te beantwoorden. Ze keken naar de gloed die de waterstofatomen die in het 'kosmische web' leven, produceren wanneer ze in wisselwerking staan met het zogenaamde Lyman-woud, de ultraviolette achtergrondstraling van het universum.

In de regel is de helderheid relatief laag, maar de grootste en helderste sterrenstelsels die bestonden in de eerste tijdperken van het leven van het universum, produceerden veel van dergelijke lichtdeeltjes. Dienovereenkomstig, als de draden van het "web" zich in de buurt van dergelijke sterrenstelsels bevinden, zullen ze helder genoeg gloeien in dat deel van het spectrum dat wordt geassocieerd met het Lyman "bos".

Geleid door dit idee observeerden Japanse en Europese astronomen de opkomende cluster van sterrenstelsels SSA22, waarvan het licht ongeveer 12 miljard jaar naar de aarde reist. Dankzij zo'n grote afstand zien we het in de staat waarin het bestond in de eerste 2 miljard jaar van het leven van het heelal.

Om sporen van de "kosmische web"-filamenten te zoeken, gebruikten wetenschappers de Europese VLT-telescoop, een van de grootste optische observatoria op de grond, evenals de MUSE-spectroscoop, die zeer effectief de gloed van sterrenstelsels zelf en andere kan "verwijderen". bewoners van de ruimte uit de afbeelding.

Door beelden van de VLT te vergelijken met foto's van dezelfde cluster van sterrenstelsels, die andere observatoria ontvingen, konden wetenschappers voor het eerst de volwaardige filamenten van het "kosmische web" zien. Ze verbinden veel van de oude sterrenstelsels die zich vormen en zich over vele miljoenen lichtjaren uitstrekken.

Over het algemeen bevestigden hun foto's de huidige ideeën over hoe het universum werkt - de sterrenstelsels bevonden zich inderdaad op die punten waar de draden van het "web" elkaar kruisten, wat volledig overeenkomt met de voorspellingen van de moderne kosmologie. Wetenschappers hopen dat verdere observaties van SSA22 hen zullen helpen de gasmassa in deze filamenten te berekenen en een serieuze zoektocht naar de "ontbrekende" materie van het universum te beginnen.