Kosmische holtes echt zijn verstoken van materie. "Astronomen hebben zich een kwart eeuw lang afgevraagd of deze lege ruimtes 'te groot' of 'te leeg' waren om alleen door zwaartekracht te worden verklaard ', zegt Jeremy Tinker, onderzoeker aan de Universiteit van Chicago, die de nieuwe studie leidde met gegevens van Sloan Digital Sky Enquête II (SDSS-II). "Onze analyse laat zien dat de leegtes in deze onderzoeken precies zo groot en zo leeg zijn als voorspeld door de 'standaard'-theorie van het universum."
De grootste driedimensionale kaarten van het heelal laten zien dat sterrenstelsels in filamentaire superclusters liggen, doorweven door kosmische holtes die weinig of geen heldere sterrenstelsels bevatten. Onderzoekers die SDSS-II en de
Two-Degree Field Galaxy Redshift Survey (2dFGRS) heeft geconcludeerd dat deze holtes ook de "halo's" missen van onzichtbare donkere materie waarin heldere sterrenstelsels zich bevinden.
Een centraal element van de standaard kosmologische theorie is koude donkere materie, die zwaartekracht uitoefent maar geen licht uitzendt. Donkere materie wordt soepel verdeeld in het vroege universum, maar na verloop van tijd trekt de zwaartekracht het in filamenten en klonten en leegt de ruimtes ertussen. Melkwegstelsels ontstaan wanneer waterstof en heliumgas in ingestorte donkere materie klonten vallen, ook wel 'halo's' genoemd, waar het lichtgevende sterren kan vormen.
Maar astronomen wisten niet zeker of de gebieden zonder sterrenstelsels ook geen donkere materie hadden, of dat de donkere materie er was, maar om de een of andere reden vormden sterren zich niet in deze holtes.
Het onderzoeksteam gebruikte heldere sterrenstelsels om de structuur van donkere materie te traceren en vergeleek het met computersimulaties om het aantal en de grootte van lege ruimtes te voorspellen.
De afgestudeerde student van de Princeton University, Charlie Conroy, mat de grootte van de lege ruimtes op de SDSS-II-kaarten. "Toen we sterrenstelsels gebruikten die helderder waren dan de Melkweg om structuur te traceren, waren de grootste lege holtes die we vonden ongeveer 75 miljoen lichtjaar in doorsnee", zei Conroy. "En de voorspellingen van de simulaties waren geweldig."
De afmetingen van holtes worden uiteindelijk bepaald, legde Conroy uit, door de kleine variaties in de oerverdeling van donkere materie, en door de hoeveelheid tijd die de zwaartekracht heeft gehad om deze kleine variaties in grote structuren te laten groeien.
De overeenkomst tussen de simulaties en de metingen geldt voor zowel rode (oude) als blauwe (nieuwe) sterrenstelsels, aldus Tinker. "Halo's van een bepaalde massa lijken vergelijkbare sterrenstelsels te vormen, zowel in aantal sterren als in de tijd van die sterren, ongeacht waar de halo's leven."
Tinker presenteerde zijn bevindingen vandaag op een internationaal symposium in Chicago, getiteld 'The Sloan Digital Sky Survey: Asteroids to Cosmology'. Een paper met de analyse verschijnt in de editie van 1 september van The Astrophysical Journal, met de titel "Void Statistics in Large Galaxy Redshift Surveys: Is Halo Occupation of Field Galaxies Depend on Environment?"
Nieuwsbron: SDSS en de Ohio State University
