Voorbeeld van een cluster van sterrenstelsels, Abell 2744. Credit: NASA/ESA/STScI.
Waarnemingen door sterrenkundigen aan clusters van sterrenstelsels hebben aanwijzingen opgeleverd dat het ΛCDM-model, hét standaardmodel voor de evolutie van het heelal, juist is. De sterrenkundigen van SLAC National Accelerator Laboratory en Stanford University onder leiding van Elise Darragh-Ford keken naar de röntgenstraling afkomstig van 44 clusters van sterrenstelsels met de bedoeling om meer te weten te komen over de verdeling van de materie binnen de clusters. Die verdeling van materie binnen clusters vaststellen is een lastige taak, want de röntgenstraling van het hete gas in de clusters geeft niet altijd een getrouw beeld van de massaverdeling. Die verdeling is pas goed vast te stellen als de clusters in een ‘relaxte staat’ verkeren, dat wil zeggen dat de zwaartekracht tussen de stelsels in de clusters alles heeft gestabiliseerd en alles tot rust is gekomen. Darragh-Ford en haar collega’s keken daarom naar 44 relaxte clusters. Men keek daarbij naar de massa van de clusters, naar hoe gecentreerd de massa in het cluster was en naar de roodverschuiving, de maat voor de afstand van de clusters.
De cluster MACS J1206. Credit: NASA, ESA, M. Postman (STScI) and the CLASH Team.
De waarnemingen daarvan, gedaan met NASA’s Chandra röntgen-ruimtetelescoop, vergeleken ze vervolgens met simulaties van clusters, die gemaakt waren in het kader van het zogeheten Three Hundred Project, waarbij ze van welgeteld 324 clusters hydrodynamische simulaties en semi-analytical models (SAM’s) maakten. De uitkomsten van de vergelijking was dat clusters naarmate de tijd vordert hun massa steeds meer concentreren in het midden en dat kleinere clusters hun masssa meer concentreren dan grotere clusters. Dit alles is in overeenstemming met de voorspellingen van het ΛCDM-model, het model dat er van uit gaat dat er donkere energie (Λ, de kosmologische constante) en koude donkere materie (CDM) is. Men hoopt in de toekomst met de Rubin Observatory’s Legacy Survey of Space and Time (LSTT), het vierde generatie cosmic microwave background experiment (CMB-S4) en ESA’s ATHENA röntgen-ruimtetelescoop verdere waarnemingen te doen aan de clusters van sterrenstelsels.
Meer informatie vind je in het vakartikel van Elise Darragh-Ford et al, The Concentration–Mass relation of massive, dynamically relaxed galaxy clusters: agreement between observations and ΛCDM simulations, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2023).
Bron: Phys.org.
Speak Your Mind