Sterrenstelsels zijn niet willekeurig verdeeld. Afbeelding tegoed: IAC Klik om te vergroten
Hoewel de sterrenstelsels die we aan de nachtelijke hemel zien willekeurig over de hemel zijn verspreid, zijn ze eigenlijk georganiseerd in grootschalige structuren die op kosmische filamenten lijken. Europese astronomen maten de oriëntatie van duizenden sterrenstelsels en ontdekten dat velen in de richting van deze lineaire filamenten zijn gericht.
Astronomen van de Universiteit van Nottingham, VK en het Instituto de Astrofisica de Canarias (Spanje), hebben het eerste observationele bewijs gevonden dat sterrenstelsels niet willekeurig zijn georiënteerd.
In plaats daarvan worden ze uitgelijnd volgens een karakteristiek patroon dat wordt gedicteerd door de grootschalige structuur van de onzichtbare donkere materie die hen omringt.
Deze ontdekking bevestigt een van de fundamentele aspecten van de theorie van de vorming van sterrenstelsels en impliceert een directe link tussen de globale eigenschappen van het heelal en de individuele eigenschappen van sterrenstelsels.
Theorieën over de vorming van sterrenstelsels voorspelden een dergelijk effect, maar de empirische verificatie ervan is tot nu toe ongrijpbaar gebleven. De resultaten van dit werk zijn gepubliceerd in het nummer van 1 april van Astrophysical Journal Letters.
Tegenwoordig wordt materie niet gelijkmatig door de ruimte verdeeld, maar in plaats daarvan gerangschikt in een ingewikkeld 'kosmisch web' van filamenten en muren rond bellenachtige holtes. Gebieden met hoge melkwegconcentraties staan bekend als melkwegclusters, terwijl gebieden met lage dichtheid holtes worden genoemd.
Deze inhomogene distributie van materie wordt de 'grootschalige distributie van het heelal' genoemd. Wanneer het heelal als geheel wordt beschouwd, lijkt deze distributie op een spinnenweb of het neurale netwerk van de hersenen. Maar zo was het niet altijd.
Na de oerknal, toen het heelal veel jonger was, werd materie homogeen verdeeld. Terwijl het heelal evolueerde, begonnen zwaartekrachttrekkingen de materie in bepaalde delen van de ruimte samen te drukken en vormden de grootschalige structuur die we momenteel waarnemen.
Volgens deze modellen en theorieën is een direct gevolg van dit proces dat sterrenstelsels bij voorkeur loodrecht op de richting van de lineaire filamenten moeten worden gericht.
Verschillende observationele studies hebben gezocht naar een preferentiële ruimtelijke oriëntatie (of uitlijning) van rotatie-assen van sterrenstelsels met betrekking tot hun omliggende grootschalige structuren. Geen van hen is echter succesvol geweest vanwege de moeilijkheden die gepaard gaan met het proberen de filamenten te karakteriseren.
Het onderzoek van de astrofysische groep, gevormd door Ignacio Trujillo (Universiteit van Nottingham, VK), Conrado Carretero en Santiago G. Patiri (beide van het Instituto de Astrofisica de Canarias, Spanje), heeft dit effect kunnen meten en theoretische voorspellingen bevestigen .
Om dit doel te bereiken, gebruikten ze een nieuwe techniek die gebaseerd was op de analyse van de enorme holtes die zich in de grootschalige structuur van het heelal bevinden. Deze holtes zijn gedetecteerd door te zoeken naar grote delen van de ruimte zonder heldere sterrenstelsels.
Bovendien profiteerden ze van de informatie van de twee grootste luchtonderzoeken die tot nu toe zijn uitgevoerd: de Sloan Digital Sky Survey en de Two Degree Field Survey. Deze onderzoeken bevatten informatie over de positie van meer dan een half miljoen sterrenstelsels binnen een afstand van een miljard lichtjaar van de aarde.
Andere parameters die door de onderzoeken werden verschaft, zoals de positiehoek en de ellipticiteit van de objecten, werden gebruikt om de oriëntatie van de schijfstelsels te schatten.
"We ontdekten dat er een overmaat aan schijfstelsels is die sterk hellend zijn ten opzichte van het vlak dat wordt bepaald door de grootschalige structuur eromheen", legt Dr. Trujillo uit. “Hun rotatieassen zijn voornamelijk gericht op de filamenten.
"Ons werk biedt een belangrijke bevestiging van de theorie van het getijdenkoppel, die verklaart hoe sterrenstelsels hun huidige draai hebben gekregen", zegt Trujillo.
'Aangenomen wordt dat de draaiing van de sterrenstelsels intrinsiek verbonden is met hun morfologische vormen. Dit werk is dus een stap voorwaarts in ons begrip van hoe sterrenstelsels hun huidige vorm hebben bereikt. ”
Dr. Ignacio Trujillo heeft een onderzoeksassistentpositie, gefinancierd door PPARC, aan de School of Physics and Astronomy van de University of Nottingham.
Een samenvatting van het papier is beschikbaar op internet op:
http://xxx.lanl.gov/abs/astro-ph/0511680
Oorspronkelijke bron: RAS News Release
