Voor het eerst direct beweging in clusters van sterrenstelsels waargenomen

Een team sterrenkundigen onder leiding van Nick Hand (Universiteit van Californië, Berkeley) is er in geslaagd om voor het eerst beweging waar te nemen in de sterrenstelsels, die deel uit maken van ver verwijderde clusters. Als je in ogenschouw neemt dat die sterrenstelsels soms miljarden lichtjaren ver weg staan is dat een knap staaltje van techniek, wat Hand en z’n makkers hebben gedaan. Ze maakten gebruik van een techniek die al in 1972 – dus veertig jaar geleden – bedacht werd door twee Russische sterrenkundigen, Rashid Sunyaev en Yakov Zel’dovich. Dat tweetal betoogde dat fotonen die van de Kosmische Microgolfachtergrondstraling afkomstig zijn – welke zo’n 380.000 jaar na de oerknal ontstond op het moment dat het heelal door z’n expansie zo ver was afgekoeld dat de fotonen vrij konden bewegen – onderweg richting de aarde beïnvloed worden door de massa van de clusters van sterrenstelsels die ze passeren. Door de zogenaamde ‘omgekeerde Compton verstrooiing‘ zorgen de electronen in die clusters er voor dat de energie van de fotonen een tikkeltje veranderd. Het Sunyaev-Zel’dovich (SZ) effect kan op drie manieren werken, namelijk thermisch, kinematisch en gepolariseerd en het is de tweede variant, het kinematische Sunyaev-Zel’dovich (kSZ) effect – dat door Hand en z’n team is waargenomen, een variant die ook wel het ‘Ostriker-Vishniac effect’ wordt genoemd. Wat ze deden was kijken naar de gegevens van maar liefst 27.291 heldere sterrenstelsels, die verzameld waren door de Atacama Cosmology Telescope (ACT) in Chili en het Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS) project in New Mexico – welke laatste weer deel uitmaakt van de Sloan Digital Sky Survey III). Van die 27.291 sterrenstelsels bleken er 7500 bruikbaar te zijn en daarmee kon men een duidelijk signaal van het kSZ effect meten: als verschillende clusters naar elkaar toe bewegen dan leverde dat een kleine daling in de temperatuur van de fotonen op, zichtbaar als een ‘koudeplek’ in de CMB-kaart (CMB is de Engelse afkorting van die kosmische straling), en als de clusters van elkaar vandaan bewegen dan was dan leidde dat tot een kleine stijging en dus een ‘hete plek’. Het scheelt allemaal maar een paar miljoenste van een graad, onder of boven de temperatuur van de CMB van 2,725 Kelvin. Meer informatie over de waarneming van het kSZ-effect kan je vinden in dit wetenschappelijke artikel, dat binnenkort z’n weg zal vinden naar de Physical Review Letters. Bron: Physics World + Astrobites.