28 maart 2024

Zware sterrenstelsels in vroege heelal toch in overeenstemming met het ΛCDM model

Credit: NASA, ESA, CSA, I. Labbe (Swinburne University of Technology). Image processing: G. Brammer (Niels Bohr Institute’s Cosmic Dawn Center at the University of Copenhagen).

Met de Webb ruimtetelescoop zijn in het vroege heelal zes sterrenstelsels ontdekt die te zwaar lijken te zijn voor wat het ΛCDM model van het heelal lijkt te voorspellen, zo schreef ik enkele weken geleden – in de foto hierboven zie je het sextet sterrenstelsels. Maar een recente simulatie laat zien dat de waargenomen sterrenstelsels wel degelijk passen in het vigerende ΛCDM model, het model dat er van uit gaat dat er in het heelal donkere energie (Λ) en donkere materie (CDM) voorkomen. Een team van sterrenkundigen onder leiding van Joe McCaffrey (Maynooth University) heeft gebruik gemaakt van de zogeheten Renaissance simulaties, die vergeleken met andere simulaties (zoals de bekende Illustris en TNG100) een veel fijnere resolutie heeft en daarmee een hogere betrouwbaarheid voor simulaties verder in de tijd (dichter bij de oerknal). Kern van de simulatie is deze uitkomst:

Credit: J. McCaffrey et al., Open Journal of Astrophysics (submitted), 2023

De zwarte lijnen tonen het aantal sterrenstelsels met een bepaalde massa dat men zou verwachten te zien als functie van roodverschuiving. De gekleurde lijnen laten de voorspellingen zien die volgen uit Renaissance, volgens drie scenario’s (RP=Rarepeak, Normal en Void). De sterren (met vertikaal onzekerheidsmarges) tonen de waarden van de waarnemingen van Webb. Zoals je kunt zien, komen de waargenomen punten overeen met de voorspelling volgens het RP-scenario, dat is het scenario waarin sterrenstelsels het snelst groeien, een scenario dat niet met grofmaziger simulaties te zien is. De sterren liggen op de lijn dn/dz=1, dat wil zeggen dat de waarschijnlijkheid 1 van hun vorming is. Hadden de punten bij dn/dz=10^-3 of 10^-6 gelegen dat was de massa van de stelsels wel problematisch geweest.

Gebieden met ‘overdichtheid’ in het vroege heelal in beeld gebracht met Renaissance. Credit: J. McCaffrey et al., Open Journal of Astrophysics (submitted), 2023

Er blijkt dus geen tegenspraak te zijn tussen de uitkomsten van de ‘JADES en CEERS surveys’ van Webb, waarmee de vroege zware sterrenstelsels zijn ontdekt, en de voorspellingen van het ΛCDM model. Hier is het vakartikel over de Renaissance simulaties van de stelsels in het vroege heelal, te verschijnen in The Open Journal of Astrophysics. Bron: Starts with a Bang + In the Dark.

Share

Speak Your Mind

*