Afbeelding tegoed: NASA
Breedveldwaarnemingen van het vroege heelal hebben een vreemde reeks sterrenstelsels opgeleverd van 300 miljoen lichtjaar lang die de huidige theorieën over de evolutie van het heelal kort na de oerknal trotseren. De astronomen die de reeks sterrenstelsels ontdekten, die meer dan 10 miljard lichtjaar van ons verwijderd zijn, vergeleken het met supercomputersimulaties van het vroege heelal, dat zo vroeg niet zulke grote snaren kon reproduceren. De volgende stap van dit onderzoek zal zijn om een tien keer zo groot gebied van de hemel in kaart te brengen om een beter beeld te krijgen van de grootschalige structuur van het heelal.
Breedveldtelescoopwaarnemingen van het afgelegen en dus vroege heelal, terugkijkend op een tijd dat het een vijfde was van zijn huidige leeftijd (roodverschuiving = 2,38), hebben een enorme reeks sterrenstelsels van ongeveer 300 miljoen lichtjaar lang onthuld. Deze nieuwe structuur tart de huidige modellen van hoe het universum is geëvolueerd, wat niet kan verklaren hoe zo'n grote snaar zo vroeg had kunnen ontstaan.
De snaar is qua grootte vergelijkbaar met de "Grote Muur" van sterrenstelsels die in 1989 in het nabije heelal zijn gevonden door Dr. John Huchra en Dr. Margaret Geller. Dit is de eerste keer dat astronomen een gebied in het vroege Universum groot in kaart hebben kunnen brengen. genoeg om zo'n melkwegstructuur te onthullen.
De snaar is ontdekt door Dr. Povilas Palunas (Universiteit van Texas, in Austin, Texas), Dr. Paul Francis (Australian National University, Canberra, Australië), Dr. Harry Teplitz (California Institute of Technology in Pasadena), Dr. Gerard Williger (Johns Hopkins University, Baltimore, Md.), En Dr. Bruce E. Woodgate (NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md.). De eerste waarnemingen zijn gedaan met de 4 m (159 inch) Blanco-telescoop van de Cerro Tololo Inter-American Observatory van de National Science Foundation in Chili, en bevestigd met de 3,9 m (154 inch) Anglo-Australische telescoop bij Siding Spring Observatorium in Oost-Australië. Het team presenteert zijn bevindingen vandaag op de bijeenkomst van de American Astronomical Society in Atlanta, Georgia, en een paper dat dit werk beschrijft, zal in februari verschijnen in het Astrophysical Journal.
Het touw ligt 10.800 miljoen lichtjaar van ons verwijderd in de richting van het zuidelijke sterrenbeeld Grus (de kraanvogel). De afstand die licht in een jaar aflegt, bijna zes biljoen mijl of 9,5 biljoen km., Is één lichtjaar, dus we zien de snaar zoals deze 10,8 miljard jaar geleden verscheen. Het is minstens 300 miljoen lichtjaar lang en ongeveer 50 miljoen lichtjaar breed. (Zie filmpjes 1 en afbeeldingen 3 en 4 voor het concept van een tekenaar door een kunstenaar.) De astronomen hebben 37 sterrenstelsels en één quasar in de reeks ontdekt, maar "er zijn vrijwel zeker veel meer", zei Palunas. 'De snaar bevat waarschijnlijk vele duizenden sterrenstelsels.' (Raadpleeg afbeelding 1 voor het concept van een kunstenaar van deze sterrenstelsels en afbeelding 5 voor een plot van hun locaties aan de hemel.)
"We zien deze snaar zoals het was toen het heelal nog maar een vijfde was van zijn huidige leeftijd", zei Woodgate. 'Dat wil zeggen, we kijken viervijfde van de weg terug naar het begin van het heelal als gevolg van de oerknal.'
Het team vergeleek hun waarnemingen met supercomputersimulaties van het vroege heelal, die zulke grote snaren niet konden reproduceren. 'De simulaties vertellen ons dat je de materie in het vroege heelal niet kunt opnemen en in grote snaren kunt plaatsen', zei Francis. "Er is simpelweg niet genoeg tijd geweest sinds de oerknal om deze kolossale structuren te vormen".
"Onze beste gok op dit moment is dat het een tip-of-the-ijsbergeffect is", zei hij. 'We zien alleen de helderste paar sterrenstelsels. Dat is waarschijnlijk veel minder dan 1% van wat er werkelijk is, waarvan de meeste de mysterieuze onzichtbare donkere materie is. Het kan zijn dat de donkere materie niet op dezelfde manier is gerangschikt als de sterrenstelsels die we zien. ' Onlangs is er bewijs verzameld voor de aanwezigheid van donkere materie in het heelal, een onzichtbare vorm van materie die alleen detecteerbaar is door de zwaartekracht die het uitoefent op gewone materie (en licht). Er zijn veel mogelijkheden voor wat donkere materie zou kunnen zijn, maar de ware aard ervan is momenteel onbekend.
In de afgelopen jaren, legde Francis uit, werd ontdekt dat donkere materie in het lokale universum op grote schaal wordt verspreid op vrijwel dezelfde manier als de sterrenstelsels, in plaats van dat het meer klonterig of minder is. Maar ga 10 miljard jaar terug en het kan een heel ander verhaal zijn. Waarschijnlijk ontstaan er melkwegstelsels in het midden van donkere materiewolken. Maar in het vroege heelal waren de meeste sterrenstelsels nog niet gevormd en bevatten de meeste donkere materiewolken nog geen melkwegstelsel.
'Om onze resultaten te verklaren', zei Francis, 'moeten de wolken van donkere materie die in touwtjes liggen sterrenstelsels hebben gevormd, terwijl de wolken van donkere materie elders dat niet hebben gedaan. We hebben geen idee waarom dit is gebeurd - dit is niet wat de modellen voorspellen. "
Om dit onderzoek op te volgen, zeggen de astronomen, is de volgende stap het in kaart brengen van een hemelgebied dat tien keer groter is, om een beter idee te krijgen van de grootschalige structuur. Er lopen momenteel verschillende van dergelijke onderzoeken. Het onderzoek is gefinancierd door NASA en de Australian National University.
Oorspronkelijke bron: NASA News Release
