Terugkijkend naar toen ons heelal ongeveer half zo oud was als nu, hebben astronomen de meest massieve melkwegcluster ontdekt die tot nu toe op zo'n grote afstand is gezien. De onderzoekers zeggen dat als we het zouden kunnen zien zoals het er vandaag uitziet, het een van de meest massieve melkwegclusters in het universum zou zijn. De cluster, bescheiden genaamd SPT-CL J0546-5345, weegt ongeveer 800 biljoen zonnen en bevat honderden sterrenstelsels. "Deze cluster van sterrenstelsels wint de zwaargewicht titel", zegt Mark Brodwin, van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. "Deze cluster zit vol met‘ oude ’sterrenstelsels, wat betekent dat het heel vroeg in de geschiedenis van het universum moest samenkomen - binnen de eerste twee miljard jaar."
Met behulp van de nieuwe zuidpooltelescoop zoeken Brodwin en zijn collega's naar gigantische melkwegclusters met behulp van het Sunyaev-Zel'dovich-effect - een kleine vervorming van de kosmische microgolfachtergrond, een alomtegenwoordige gloed van de hemel die overblijft na de oerknal. Dergelijke vervormingen worden veroorzaakt wanneer achtergrondstraling door een grote cluster van sterrenstelsels gaat.
Ze vonden het zwaargewicht cluster in enkele van hun eerste waarnemingen met de nieuwe telescoop.
Gelegen in het zuidelijke sterrenbeeld Pictor (de schilder), heeft het cluster een roodverschuiving van z = 1,07, wat het op een afstand van ongeveer 7 miljard lichtjaar plaatst, wat betekent dat we het zien zoals het er 7 miljard jaar geleden uitzag, toen het heelal half zo oud als nu en ons zonnestelsel bestond nog niet.
Zelfs op die jonge leeftijd was het cluster bijna net zo groot als het nabijgelegen Coma-cluster. Sindsdien zou het ongeveer vier keer zo groot zijn geworden.
Clusters van sterrenstelsels zoals deze kunnen worden gebruikt om te bestuderen hoe donkere materie en donkere energie de groei van kosmische structuren beïnvloedden. Lang geleden was het universum kleiner en compacter, dus de zwaartekracht had een grotere invloed. Clusters van sterrenstelsels konden gemakkelijker groeien, vooral in gebieden die al dichter waren dan hun omgeving.
"Je zou kunnen zeggen dat de rijken rijker worden en de dichtsten dichter worden", grapte Harvard-astronoom Robert Kirshner, commentaar op de studie.
Naarmate het universum zich versnelde als gevolg van donkere energie, werd het diffuser. Donkere energie overheerst nu door de aantrekkingskracht van de zwaartekracht en verslikt de vorming van nieuwe clusters van sterrenstelsels.
Het belangrijkste doel van de SPT-enquête is het vinden van een grote steekproef van massieve clusters van sterrenstelsels om de staatsvergelijking van de donkere energie te meten, die de kosmische inflatie en de versnelde uitdijing van het heelal kenmerkt. Bijkomende doelen zijn onder meer het begrijpen van de evolutie van heet gas in clusters van sterrenstelsels, het bestuderen van de evolutie van massieve sterrenstelsels in clusters, en het identificeren van verre, door gravitatie lensvormige, snel stervormende sterrenstelsels.
Het team verwacht dat er nog veel meer gigantische sterrenstelsels in de verte op de loer zullen liggen zodra de South Pole Telescope-enquête is voltooid.
Vervolgobservaties op de cluster werden gedaan met behulp van de infrarood-arraycamera op de Spitzer-ruimtetelescoop en de Magellan-telescopen in Chili. Een paper waarin de ontdekking wordt aangekondigd, is gepubliceerd in het Astrophysical Journal.
Voor meer informatie over de Zuidpooltelescoop, zie deze link.
Bron: Harvard Smithsonian Center for Astrophysics
