Ik herinner me dat ik de Hubble 3-D IMAX-film in 2010 zag en letterlijk naar adem hapte toen het zicht zich terugtrok van inzoomen op verre sterren en sterrenstelsels om clusters en superclusters van sterrenstelsels te tonen die als een web met elkaar verweven waren, waardoor de grootschalige structuur van het heelal ontstond. In 3D lijkt de structuur veel op de dubbele DNA-helix of een ruggengraat.
Nu heeft een nieuw project dat tot doel heeft de structuur van het heelal in kaart te brengen, teruggekeken in de tijd om een 3D-kaart te maken die een deel van het heelal laat zien zoals het er negen miljard jaar geleden uitzag. Het toont tal van sterrenstelsels en, interessant genoeg, reeds ontwikkelde grootschalige structuur van filamenten en holtes gemaakt van melkweggroepen.
De kaart is gemaakt door het FastSound-project, dat sterrenstelsels in het heelal onderzoekt met behulp van de nieuwe Fiber Multi-Object Spectrograph (FMOS) van de Subaru-telescoop. Het team dat het werk doet, is afkomstig van de Universiteit van Kyoto, de Universiteit van Tokio en de Universiteit van Oxford.
Het team zei dat hoewel ze kunnen zien dat de clustering van sterrenstelsels niet zo sterk was toen het heelal 4,7 miljard jaar oud was als in het huidige heelal, de zwaartekrachtinteractie uiteindelijk zal resulteren in clustering die groeit naar het huidige niveau.
De nieuwe kaart omvat 600 miljoen lichtjaar in hoekrichting en twee miljard lichtjaar in radiale richting. Het team zal uiteindelijk een gebied van ongeveer 30 vierkante graden aan de hemel onderzoeken en vervolgens nauwkeurige afstanden meten tot ongeveer 5.000 sterrenstelsels die meer dan tien miljard lichtjaar verwijderd zijn.
Dit is niet de eerste 3D-kaart van het heelal: de Sloan Digital Sky Survey creëerde er een in 2006 met een dekking tot vijf miljard lichtjaar afstand, en werd pas vorig jaar geüpdatet en er werd een videofilm gemaakt, die u kunt kijk hierboven. Eerder dit jaar creëerde de Universiteit van Hawaï ook een 3D-videokaart met een grootschalige kosmische structuur tot 300 miljoen lichtjaar.
Maar het FastSound-project hoopt een 3D-kaart van het zeer verre heelal te maken door het volume van het heelal verder dan tien miljard lichtjaar te bestrijken. FMOS is een breedveldspectroscopiesysteem dat nabij-infraroodspectroscopie van meer dan 100 objecten tegelijk mogelijk maakt, met een uitzonderlijk breed gezichtsveld in combinatie met het lichtopvangvermogen van de 8,2 meter lange hoofdspiegel van de telescoop.
De kaart die vandaag is vrijgegeven, is slechts de eerste van FastSound. De laatste 3D-kaart van het verre heelal zal de beweging van sterrenstelsels nauwkeurig meten en vervolgens de groeisnelheid van de grootschalige structuur meten als een test van Einsteins algemene relativiteitstheorie.
Hoewel wetenschappers weten dat de uitdijing van het heelal versnelt, weten ze niet waarom - of het nu van donkere energie is of dat de zwaartekracht op kosmologische schalen kan verschillen van die van algemene relativiteit, dit mysterie is een van de grootste vragen in de hedendaagse natuurkunde en astronomie. Een vergelijking van de 3D-kaart van het jonge heelal met de voorspellingen van de algemene relativiteitstheorie zou uiteindelijk het mechanisme voor de mysterieuze versnelling van het heelal kunnen onthullen.
Het team zei dat hun 3D-kaart die in deze release wordt getoond, een maat voor de "comoving" -afstand gebruikt in plaats van de afstand van het licht. Ze legden uit:
De reisafstand van licht verwijst naar de tijd die is verstreken vanaf het tijdperk van het waargenomen verre sterrenstelsel tot het heden, vermenigvuldigd met de lichtsnelheid. Omdat de lichtsnelheid altijd constant is voor elke waarnemer, beschrijft het de afstand van het pad dat een foton heeft afgelegd. De uitzetting van het heelal vergroot echter de lengte van het pad dat het foton in het verleden heeft afgelegd. De gecombineerde afstand, de geometrische afstand in het huidige heelal, houdt rekening met dit effect. Daarom is de cooving-afstand altijd groter dan de overeenkomstige lichte reisafstand.
In de bovenstaande afbeelding van FastSound geven de kleuren van de sterrenstelsels hun stervormingssnelheid aan, d.w.z. de totale massa sterren die elk jaar in een sterrenstelsel wordt geproduceerd. De gradatie in achtergrondkleur vertegenwoordigt de getalsdichtheid van sterrenstelsels; de onderliggende massaverdeling (die wordt gedomineerd door onzichtbare donkere materie die ongeveer 30% van de totale energie in het heelal uitmaakt) en hoe het er zo uit zou zien als we het zouden kunnen zien. Het onderste deel van de afbeelding toont de relatieve locaties van de FastSound- en de Sloan Digital Sky Survey (SDSS) -regio's, wat aangeeft dat het FastSound-project een verder weg gelegen heelal in kaart brengt dan de 3D-kaart van SDSS van het nabijgelegen heelal.
Bron: Subaru-telescoop
