30 mei 2024

Sterrenstelsels in kosmische leegte houden van gezelschap

VGS_31

Credit: Steven Rieder en Rien van de Weygaert

Okee, nu een stukje hardcore-kosmologie met een (flink) Nederlands tintje. Leegtes in de groteschaalstructuur bevatten afgezonderde sterrenstelsels, die ook wel kluizenaarsstelsels worden genoemd. Gegroepeerde kluizenaarsstelsels zijn vrijwel tegelijkertijd in elkaars nabijheid ontstaan. Dit blijkt uit onderzoek onder leiding van Steven Rieder en Rien van de Weygaert. Hiermee is volgens een nieuwe methode bewijs geleverd voor de theorie die de evolutie van voids en de groteschaalstructuur beschrijft.

Op grote schaal is de materiestructuur in het heelal vergelijkbaar met een spons; sterrenstelsels klonteren samen en bevinden zich op de randen van zogeheten leegtes of “voids”. Voids zijn lege holten tussen dichte clusters, afgeplatte wanden en uitgerekte filamenten. De holten blijken niet helemaal leeg te zijn; ze kunnen afgezonderde melkwegstelsels bevatten. In het onderzoek zijn waarnemingen aan dergelijke kluizenaarsstelsels in de Void Galaxy Survey (VGS) gecombineerd met de CosmoGrid-simulatie over de evolutie van de donkeremateriestructuur in het heelal.

superclusters and voids

Credit: Richard Powell/Wikipedia.

In de VGS is onder andere de bewegingen van 60 kluizenaarsstelsels in het nabije heelal onderzocht. Hierbij is het afgezonderde systeem VGS_31 gevonden dat bestaat uit maar liefst drie kluizenaarsstelsels die op één lijn lijken te staan in een filament van donkere materie. Waarnemingen aan VGS_31 wezen erop dat de kluizenaarsstelsels later bij elkaar zijn gekomen. Dit zou impliceren dat de evolutie van voids en de evolutie van de groteschaalstructuur anders verlopen dan algemeen wordt aangenomen.Rieder, die in oktober hoopt te promoveren aan de Universiteit Leiden, heeft met behulp van de CosmoGrid-simulatie onderzocht hoe systemen als VGS_31 kunnen ontstaan. Uit de simulatie blijkt dat kluizenaarsstelsels in dergelijke systemen vrijwel gelijktijdig in elkaars nabijheid zijn ontstaan en niet, zoals normale melkwegstelsels in clusters, later zijn samengekomen. Rieder: “Het is bijzonder om gegroepeerde melkwegstelsels te vinden die zo lang bij elkaar blijven zonder te botsen. Dit blijkt bij kluizenaarssystemen echter meer regelmaat dan uitzondering.”In de CosmoGrid-simulatie is de evolutie van halo’s van donkere materie, waarin melkwegstelsels ontstaan, gesimuleerd. Van de acht systemen die vergelijkbaar zijn met VGS_31 is het aantal interacties dat ze hebben ondergaan en de veranderingen in hun onderlinge afstanden over de afgelopen 10 miljard jaar bekeken. Ook zijn de eigenschappen van hun omgeving onderzocht.

AJ464045_aptepseps.dvi

Credit: Steven Rieder en Rien van de Weygaert

Behalve dat de kluizenaarsstelsels nagenoeg gelijktijdig in elkaars nabijheid zijn ontstaan blijkt ook dat systemen als VGS_31 zich bevinden in een dun filament van donkere materie die door een void heen slingert. De gegroepeerde kluizenaarsstelsels blijken vrijwel altijd in een rechte lijn te staan. Dit wordt voorspeld door de theorie over de evolutie van voids en de groteschaalstructuur. “Gelukkig wijst dit onderzoek naar de vorming van VGS_31 uit dat ons begrip hiervan tot op heden klopt”, licht coauteur Rien van de Weygaert (RuG) toe. Kluizenaarsstelsels bieden een unieke mogelijkheid om de evolutie van melkwegstelsels en de groteschaalstructuur te bestuderen. Om een compleet beeld te krijgen zal worden gezocht naar meerdere systemen. “Tot nu toe is alleen VGS_31 bekend. Het wachten is op waarnemingen van vergelijkbare systemen, zodat wij kunnen bepalen of onze voorspellingen op allemaal van toepassing zijn”, aldus Rieder. Bron: Nederlandse Onderzoekschool voor Astronomie.

Share

Speak Your Mind

*