Het cluster heeft de bijnaam El Gordo gekregen – Spaans voor ‘dikkerd’. Eigenlijk bestaat het uit twee afzonderlijke subclusters die met miljoenen kilometers per uur met elkaar in botsing zijn. El Gordo staat zo ver weg, dat het licht er zeven miljard jaar over heeft gedaan om de aarde te bereiken.
Letterlijk staat ‘El Gordo’ voor dikkerd in het Spaans. En dat mag ook wel gezegd worden voor dit sterrencluster. Afbeelding: © ESO/SOAR/NASA
‘Dit cluster is het zwaarste en heetste dat tot nu toe op deze afstand ontdekt is,’ zegt onderzoeksleider Felipe Menanteau van de Rutgers-universiteit in New Jersey, Verenigde Staten. ‘We hebben een groot deel van onze waarnemingstijd aan El Gordo gewijd. Ik ben blij dat deze gok de moeite waard was en we deze verbazingwekkende clusterbotsing hebben ontdekt.’
Donkere materie en energie
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 daar op dat moment aanwezig is.
In de zogenoemde Millenium-simulatie rekenden wetenschappers in 2005 met een supercomputer uit hoe een universum met donkere materie en energie eruit zou zien. De resultaten komen verrassend goed overeen met de werkelijkheid. Afbeelding: © Millenium Simulation, MPA Garching, V. Springel, S. White et al.
Donkere materie en energie zijn twee componenten van het universum die onzichtbaar zijn voor telescopen, maar die er wel moeten zijn volgens astronomen. Als wetenschappers bijvoorbeeld naar afzonderlijke sterrenstelsels kijken (niet te verwarren met clusters van sterrenstelsels) dan valt op dat ze veel sneller draaien dan verklaard kan worden met de hoeveelheid aanwezige massa. De inmiddels gangbare theorie stelt daarom dat er een grote hoeveelheid materie in die sterrenstelsels moet zitten, die we niet kunnen zien: donkere materie. Een vergelijkbaar probleem was er voor de steeds snellere uitdijing van het universum. Niemand kan dat echt verklaren, behalve als er een extra kracht naar buiten bestaat. Donkere energie zou voor die kracht zorgen.
Onderzoek aan clusters als El Gordo kan licht werpen op deze twee duistere componenten van de kosmos. ‘Reusachtige clusters zoals deze zijn precies wat we willen vinden’, zegt teamlid Jack Hughes. ‘We willen zien of het ontstaan van deze objecten overeenkomt met de kosmologische modellen van dit moment.’
Afwijking in de achtergrondstraling
Het onderzoeksteam ontdekte El Gordo door een afwijking in de kosmische achtergrondstraling. Deze zwakke gloed is het restant van het eerste licht van zo’n 300.000 jaar na de oerknal. Toen trok de ‘mist’ van vrije protonen, neutronen en elektronen namelijk op, waardoor de straling opeens vrij door het heelal kon reizen.
Dit beeld is een samengestelde meting van de in 2001 gelanceerde WMAP-satelliet, waarin je (temperatuurfluctuaties in) de kosmische microgolfachtergrond ziet. Afbeelding: © NASA/WMAP
De achtergrondstraling, die we in alle richtingen nog kunnen meten, heeft een interactie met de elektronen in het hete gas in clusters van sterrenstelsels. Daardoor wordt achtergrondgloed, gezien vanaf de aarde, verstoord. Hoe dichter en groter het cluster, des te groter dit effect. Zo kwam men El Gordo op het spoor bij het onderzoek dat met de Atacama Cosmology Telecope werd uitgevoerd.
Astronomische modellen kloppen
Hoewel clusters van de afmetingen en afstand van El Gordo 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 het zogeheten Bullet Cluster, 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 materie, grotendeels heet gas, is gescheiden van de donkere materie. Het hete gas is namelijk afgeremd door de botsing, maar de donkere materie niet.
Bron: NOVA
