Spitzer ziet galactische clusters die zich hechten toen het universum ongeveer 4,6 miljard jaar oud was. Afbeelding tegoed: NASA Klik om te vergroten
De Spitzer-ruimtetelescoop van NASA heeft recentelijk clusters van sterrenstelsels opgevoerd die 7-9 miljard lichtjaar van de aarde verwijderd zijn. Clusters van sterrenstelsels zijn enkele van de grootste structuren in het heelal, bestaande uit duizenden sterrenstelsels en biljoenen sterren. Deze ontdekking geeft astronomen meer bewijs over wat voor soort structuren er in het vroege heelal bestonden.
Astronomen die de Spitzer-ruimtetelescoop van NASA gebruiken, hebben een kosmische safari uitgevoerd om een zeldzame galactische soort te zoeken. Hun specimens - clusters van sterrenstelsels in het zeer verre universum - zijn er maar heel weinig tussen, en zijn bijna nooit gedetecteerd op een afstand van 7 miljard lichtjaar van de aarde.
Om de clusters te vinden, zocht het team zorgvuldig door Spitzer-infraroodbeelden en op de grond gebaseerde catalogi; geschatte ruwe afstanden op basis van de kleuren van de clusterstelsels; en bevestigde vermoedens met behulp van een spectrograafinstrument bij de W.M. Keck Observatory in Hawaï.
Uiteindelijk resulteerde de expeditie in een behoorlijk galactische vangst - de verste cluster van melkwegstelsels ooit gezien, 9 miljard lichtjaar verwijderd. Dit betekent dat de cluster in een tijdperk leefde waarin het universum slechts 4,5 miljard jaar oud was. Het universum wordt verondersteld 13,7 miljard jaar oud te zijn.
"Het detecteren van een cluster van melkwegstelsels op 9 miljard lichtjaar afstand is erg opwindend", zegt de hoofdonderzoeker van de studie, Dr. Peter Eisenhardt van NASA's Jet Propulsion Laboratory. "Het is echt verbazingwekkend dat de Spitzer-telescoop van 85 centimeter 9 miljard jaar terug in de tijd kan kijken."
Met behulp van dezelfde methoden vonden de astronomen ook drie andere clusters die tussen de 7 en 9 miljard lichtjaar verwijderd waren.
"Spitzer is een uitstekend instrument voor het detecteren van zeer verre clusters van sterrenstelsels omdat ze zo helder opvallen in het infrarood", zegt mede-onderzoeker Dr. Mark Brodwin, ook van JPL. "Je kunt deze verre melkwegclusteronderzoeken zien als een spel van‘ Waar is Waldo? ’Met een optische telescoop kun je‘ Waldo ’of de verre melkwegclusters zien door ze zorgvuldig te zoeken in een zee van zwakke sterrenstelsels. '
"Maar in de Spitzer-gegevens is het alsof Waldo een felle neon-hoed draagt en gemakkelijk uit de massa kan worden gekozen", voegde Brodwin eraan toe.
Clusters van sterrenstelsels zijn de grootste door zwaartekracht gebonden structuren in het heelal. Een typische cluster kan duizenden sterrenstelsels en biljoenen sterren bevatten. Vanwege hun enorme omvang en massa zijn ze relatief zeldzaam. Als de aarde bijvoorbeeld het hele universum zou vertegenwoordigen, zouden landen het equivalent zijn van sterrenstelsels en zouden continenten de melkwegclusters zijn.
Clusters van sterrenstelsels groeien als sneeuwballen en vangen nieuwe miljarden sterrenstelsels op door zwaartekrachtsinteracties gedurende miljarden jaren. Om deze reden zeggen teamleden dat deze kolossen in het verre universum nog zeldzamer zouden moeten zijn.
'Het uiteindelijke doel van dit onderzoek is om erachter te komen wanneer de sterrenstelsels in deze en andere verre clusters zijn ontstaan', zegt co-onderzoeker Dr. Adam Stanford van de University of California in Davis. Stanford is de hoofdauteur van een paper over de ontdekking van de verst verwijderde melkwegcluster, die werd gepubliceerd in het decembernummer van Astrophysical Journal Letters.
Dit is de tweede keer dat Eisenhardt en Stanford het record verbreken voor het vastleggen van de verste melkwegcluster. Beiden zeggen dat ze in 1997 per ongeluk het record hebben gebroken toen ze een cluster ontdekten op 8,7 miljard lichtjaar afstand. De ontdekking werd gedaan door een diep onderzoek van een stukje lucht van 0,03 graden, of een gebied dat aanzienlijk kleiner is dan een erwt die op armlengte afstand wordt gehouden, gedurende 30 nachten in het Kitt Peak National Observatory in Arizona.
"We hadden geluk in 1997 omdat we niet op zoek waren naar clusters van sterrenstelsels en de verst verwijderde sterrenstelsels vonden in een heel klein stukje hemel", zei Stanford. "Omdat clusters van sterrenstelsels zo massief en zeldzaam zijn, moet je normaal gesproken een groot deel van de hemel diep onderzoeken om ze te vinden."
"Met de grote infraroodgevoeligheid van Spitzer hebben we in de observaties van 1997 dieper in 90 seconden dieper dan we konden in uren van blootstelling, en we gebruikten dit voordeel om een regio van 300 keer groter te onderzoeken", voegt Eisenhardt toe.
De 9 miljard jaar oude cluster is slechts een van de 25 die het team heeft vastgelegd tijdens hun Spitzer-safari. Op het W.M. Keck Observatory om de afstand van extra melkwegclusters tot hun monster te bevestigen. Volgens Eisenhardt zijn sommige van de clusters die op bevestiging wachten nog verder verwijderd dan de huidige recordhouder.
Oorspronkelijke bron: Spitzer Space Telescope
