Astronomen hebben de Subaru- en Keck-telescopen gebruikt om gigantische filamenten van sterrenstelsels te ontdekken die zich uitstrekken over 200 miljoen lichtjaar in de ruimte. De filamenten bevatten minstens 30 enorme gasconcentraties, die elk 10x de massa van de Melkweg bevatten.
Een team van astronomen die de Subaru- en Keck-telescopen op Mauna Kea gebruiken, heeft gigantische, driedimensionale filamenten van sterrenstelsels ontdekt die zich uitstrekken over 200 miljoen lichtjaar ruimte. Deze filamenten, die slechts 2 miljard jaar na de geboorte van het universum zijn gevormd, zijn de grootste bekende structuren die ooit zijn ontdekt. Ze zijn bezaaid met meer dan 30 grote gasconcentraties, elk tot tien keer zo groot als ons eigen sterrenstelsel. Deze gigantische gaswolken zijn waarschijnlijk de voorlopers van de meest massieve sterrenstelsels die in het Space Magazine bestaan.
Deze bevinding is erg belangrijk omdat het onderzoekers nieuw inzicht geeft in de grootschalige structuur van de kosmos. Astronomen verwachten dat het heelal er 2 miljard jaar na de geboorte van het heelal relatief glad uitziet. Bij het samenvatten van het belang van deze bevinding zei astronoom Ryosuke Yamauchi van de Tohoku University: 'Zoiets groots en zo dicht zou zeldzaam zijn geweest in het vroege universum. De structuur die we hebben ontdekt en andere soortgelijke zijn waarschijnlijk de voorlopers van de grootste structuren die we tegenwoordig zien en die meerdere clusters van sterrenstelsels bevatten. ”
Gigantische 3D-filamenten van sterrenstelsels
De onderzoeksgroep gebruikte de Subaru-telescoop om een gedetailleerd onderzoek te doen naar een gebied van de hemel op 12 miljard lichtjaar van de aarde waarvan bekend is dat het een grote concentratie sterrenstelsels heeft. Ze gebruikten de Suprime-cam-camera van Subaru, uitgerust met speciale filters die zijn ontworpen om gevoelig te zijn voor het licht van sterrenstelsels op die afstand. De resultaten toonden aan dat deze concentratie van sterrenstelsels slechts een klein deel is van een veel grotere structuur.
De nieuw gevonden gigantische structuur strekt zich uit over 200 miljoen lichtjaar en heeft een concentratie van sterrenstelsels die tot vier keer dichter zijn dan het gemiddelde van het universum. De enige eerder bekende structuren met een dergelijke hoge dichtheid zijn veel kleiner, met een omvang van ongeveer 50 miljoen lichtjaar.
Met behulp van Subaru's Faint Object Camera and Spectrograph (FOCAS) om de 3D-verdeling van sterrenstelsels in dit filament te bestuderen, ontdekte het team ook ten minste drie overlappende filamenten waaruit de gigantische structuur bestaat.
Grote concentraties gas
Astronomen wisten dat deze regio ten minste twee grote gasconcentraties bevatte. Een daarvan strekt zich uit over 400.000 lichtjaar. Een vergelijking met het Andromeda-sterrenstelsel, waarvan wordt aangenomen dat het ongeveer even groot is als het Melkwegstelsel, toont de relatieve onmetelijkheid van deze gasstructuur.
De onderzoekers ontdekten dat deze grote gasconcentraties zich in de buurt van de overlappende gebieden van de filamenten bevinden.
De Subaru-waarnemingen waren succesvol in het vinden van veel zwakkere objecten dan eerder in deze regio werd ontdekt. Ze vonden bijvoorbeeld 33 nieuwe grote gasconcentraties langs de draadstructuur die zich uitstrekten over 100.000 lichtjaar. Het is voor het eerst dat in het verre heelal zoveel grote gasconcentraties, bij astronomen bekend als Lyman alpha blobs, worden ontdekt.
Astronomen denken dat dergelijke Lyman alpha-blobs, zo genoemd omdat ze worden gezien in de Lyman alpha-emissielijn van waterstof, waarschijnlijk verband houden met de geboortes van de grootste sterrenstelsels. In het 'gravitational heating'-model zijn de blobs gebieden waar gas onder zijn eigen zwaartekracht instort om een sterrenstelsel te vormen. Het 'foto-ionisatie'-model schrijft emissie van het gas toe aan ionisatie door ultraviolet licht van pasgeboren sterren of een enorm zwart gat. Het 'schokverwarmende' of 'galactische superwind'-model veronderstelt dat de gloed van het gas wordt veroorzaakt door de dood van veel massieve sterren die vroeg in de geschiedenis van het heelal zijn geboren, een kort leven leiden en vervolgens sterven in supernova-explosies die uitblazen omringend gas. Teamleden Yoshiaki Taniguchi en Yasuhiro Shioya (Ehime University) pleiten voor het galactische superwind-model.
Waarnemingen met de DEIMOS-spectrograaf bij de Keck II-telescoop onthulden dat het gas in de klodders beweegt met snelheden die hoger zijn dan 500 kilometer per seconde (300 mijl per seconde). De omvang van de gasconcentraties en de snelheid van het materiaal daarin suggereren dat deze regio's tot tien keer zo groot moeten zijn als de Melkweg.
De klodders vertonen een grote variatie in vorm en helderheid. Sommige tonen bijvoorbeeld bubbelachtige functies die overeenkomen met computersimulaties van galactische winden zoals die van Masao Mori (Senshu University) en Masayuki Umemura (University of Tsukuba). Er zijn ook diffuse klodders en die bestaan uit verschillende sterrenstelsels.
"Melkwegstelsels van verschillende groottes omringen ons", zegt Yuichi Matsuda van de Universiteit van Kyoto. "De grote gasconcentraties die we hebben gevonden, kunnen ons veel vertellen over hoe de grootste hiervan zijn ontstaan."
Deze resultaten zijn gepubliceerd in een reeks onderzoeksartikelen in de Astronomical Journal en de Astrophysical Journal.
Oorspronkelijke bron: Subaru News Release
