Een internationaal team heeft, met behulp van ESO’s Very Large Telescope (VLT) in de Atacama-woestijn in Chili en NASA’s röntgensatelliet Chandra, een extreem hete, zware, jonge cluster van sterrenstelsels onderzocht – de grootste die ooit in het verre heelal is waargenomen. De nieuwe resultaten worden op 10 januari 2012 gepresenteerd bij de 219de bijeenkomst van de American Astronomical Society in Austin, Texas.
De pas ontdekte cluster heeft de bijnaam El Gordo gekregen – Spaans voor ‘groot’ of ‘dik’. Hij bestaat uit twee afzonderlijke subclusters die met snelheden van miljoenen kilometers per uur met elkaar in botsing zijn. De cluster is zo ver weg, dat zijn licht er zeven miljard jaar over heeft gedaan om de aarde te bereiken.
‘Deze cluster is de zwaarste en heetste die tot nu toe op deze afstand of daar voorbij ontdekt is,’ zegt Felipe Menanteau van Rutgers University, die het onderzoek heeft geleid. ‘We hebben een groot deel van onze waarnemingstijd aan El Gordo gewijd, en ik ben blij dat deze gok de moeite waard was en we deze verbazingwekkende clusterbotsing hebben mogen ontdekken.’
Clusters zijn de grootste objecten in het heelal die door de zwaartekracht bijeengehouden worden. Hun ontstaansproces, waarbij kleinere groepen van sterrenstelsels zich verenigen, hangt sterk af van de hoeveelheid donkere materie en donkere energie die op dat moment in het heelal aanwezig was – het onderzoek van clusters kan dus licht werpen op deze duistere componenten van de kosmos.
"Reusachtige clusters zoals deze zijn precies wat we wilden vinden", zegt teamlid Jack Hughes, ook van Rutgers. "We willen zien of het ontstaan van deze extreme objecten zich aan de hand van de beste kosmologische modellen van dit moment laat begrijpen."
Het team, onder leiding van astronomen uit Chili en van Rutgers University, ontdekte El Gordo door de detectie van een afwijking in de kosmische achtergrondstraling. Deze zwakke gloed is het restant van het eerste licht van de oerknal, de extreem hete en compacte oorsprong van het heelal, die ongeveer 13,7 miljard jaar geleden plaatsvond. De straling die na de oerknal achterbleef treedt in wisselwerking met de elektronen in het hete gas in clusters van sterrenstelsels, waardoor de achtergrondgloed zoals die vanaf de aarde wordt waargenomen wordt verstoord. Hoe dichter en groter de cluster, des te groter dit effect. El Gordo viel op bij een survey van de kosmische achtergrondstraling met de Atacama Cosmology Telescope.
Met ESO’s Very Large Telescope zijn de snelheden van de sterrenstelsels in deze enorme botsing van clusters gemeten, evenals hun afstand tot de aarde. NASA’s röntgensatelliet Chandra is gebruikt om het hete gas in de cluster te onderzoeken.
Hoewel clusters van de afmetingen en afstand van El Gordo zeer schaars zijn, zeggen de auteurs dat de nieuwe resultaten nog steeds in overeenstemming zijn met de huidige astronomische inzichten: een heelal dat met een oerknal is begonnen en grotendeels uit donkere materie en donkere energie bestaat.
El Gordo is waarschijnlijk op dezelfde manier ontstaan als de zogeheten Kogelcluster, een spectaculaire interactie tussen twee clusters die zich bijna vier miljard lichtjaar dichter bij de aarde bevindt. In beide gevallen zijn er aanwijzingen dat de normale materie, die grotendeels uit heet, röntgenstraling uitzendend gas bestaat, is gescheiden van de donkere materie. Het hete gas is afgeremd door de botsing, maar de donkere materie niet.
"Het is voor het eerst dat we op zo’n grote afstand een Kogelcluster-achtig systeem ontdekt hebben,’ zegt Cristóbal Sifón, student aan de Pontificia Universidad Católica de Chile (PUC) in de Chileense hoofdstad Santiago. ‘Het is als bij het oude gezegde: als je wilt begrijpen waar je heen gaat, moet je weten waar je vandaan komt."
Meer foto's en een video op de ESO-website
Astronomen vinden grote, verre cluster van sterrenstelsels
