Er is een dunne brug van donkere materie gevonden - slechts een hint van een groter kosmisch skelet - die een paar verre melkwegstelsels aan elkaar bindt.
Volgens een persbericht van het tijdschrift Nature hebben wetenschappers al tientallen jaren een draadachtige structuur getraceerd die lijkt op een kosmisch web, maar dit is de eerste keer dat observaties bevestigen dat structuur is gezien. De huidige theorie suggereert dat sterren en sterrenstelsels een kosmisch web door het heelal traceren dat oorspronkelijk was aangelegd door donkere materie - een mysterieuze, onzichtbare substantie waarvan wordt aangenomen dat ze meer dan 80 procent van de materie in het universum uitmaakt. Donkere materie kan alleen worden waargenomen door zijn zwaartekrachtsleep en wordt alleen opgemerkt wanneer het het licht van verre sterrenstelsels vervormt.
Astronomen onder leiding van Jörg Dietrich, een natuurkundig onderzoeker aan het University of Michigan College of Literature, Science and the Arts, hebben van dit effect geprofiteerd door de zwaartekrachtlensing van galactische clusters Abell 222 en 223 te bestuderen. Door het licht van tienduizenden te bestuderen van sterrenstelsels buiten de supercluster; op ongeveer 2,2 miljard lichtjaar van de aarde verwijderd, konden de wetenschappers de vervorming van de Abell-cluster in kaart brengen. De wetenschappers geven toe dat het buitengewoon moeilijk is om zwaartekrachtlensing door donkere materie in de filamenten waar te nemen omdat ze weinig massa bevatten. Hun oplossing was het bestuderen van een bijzonder massief filament dat zich uitstrekte over 18 megaparsecs (bijna 59 miljoen lichtjaar) ruimte. De uitlijning van de snaar versterkte het lenseffect.
De resultaten van het team zijn gepubliceerd in het nummer van 4 juli 2012 van Nature.
"Het lijkt erop dat er een brug is die laat zien dat er meer massa is dan wat de clusters bevatten," zei Dietrich in een persbericht. 'De clusters alleen kunnen deze extra massa niet verklaren.'
Door röntgenstralen te onderzoeken die afkomstig zijn van plasma in de gloeidraad, waargenomen door de XMM-Newton-satelliet, berekende het team dat niet meer dan negen procent van de massa van de gloeidraad uit het hete gas kon bestaan. Computersimulaties suggereerden verder dat slechts 10 procent van de massa te wijten was aan zichtbare sterren en sterrenstelsels. Alleen donkere materie, zegt Dietrich, zou de overgebleven massa kunnen uitmaken.
"Wat opwindend is", zegt Mark Bautz, astrofysicus bij het Massachusetts Institute of Technology, "is dat we in dit ongebruikelijke systeem zowel donkere materie als zichtbare materie samen in kaart kunnen brengen en kunnen proberen te achterhalen hoe ze zich verbinden en evolueren langs de gloeidraad."
Verfijning van de techniek kan natuurkundigen helpen de structuur van het heelal te begrijpen en de identiteit van donkere materie vast te stellen (of het nu gaat om een koude, langzaam bewegende massa of een warme, snel bewegende massa. Verschillende soorten zouden anders langs het filament klonteren, zeggen wetenschappers.
Onderschrift: donkere-materie-filamenten, zoals die die de melkwegclusters Abell 222 en Abell 223 overbruggen, bevatten naar verwachting meer dan de helft van alle materie in het heelal. (tegoed: Jörg Dietrich, University of Michigan / University Observatory Munich)
