Titanische botsing van El Gordo kan eigenlijk niet volgens het ΛCDM model

El Gordo. In blauw de röntgenstraling ervan, gemeten door Chandra. Credit: X-ray: NASA/CXC/Rutgers/J. Hughes et al; Optical: ESO/VLT & SOAR/Rutgers/F. Menanteau; IR: NASA/JPL/Rutgers/F. Menanteau

Ze worden El Gordo genoemd, twee clusters van sterrenstelsels die met elkaar in botsing zijn. El Gordo is Spaans en betekent ‘De Dikke’ – in Spanje is het de bijnaam van de grootste loterij van het land, waar je dik miljonair mee kunt worden. De naam is niet voor niets want de clusters van El Gordo (officieel ACT-CL J0102-4915 genoemd) hebben een totale massa van pakweg 2100 biljoen (!) zonsmassa, da’s 2,1 x 10^15 zonsmassa. De clusters staan op ruim 6 miljard lichtjaar afstand, dus pakweg toen het heelal half zo oud was als nu (13,8 miljard jaar inmiddels). En da’s ook meteen het probleem waar een internationaal team van sterrenkundigen op gestuit is: dat deze botsing van clusters met titanische afmetingen volgens het heersende Lambda-cold dark matter (ΛCDM) model van het heelal op dat moment helemaal niet mogelijk zou moeten zijn. Elena Asencio (University of Bonn) en haar team hebben met behulp van de Webb ruimtetelescoop de massa van El Gordo nauwkeurig kunnen bepalen. Die massa was lange tijd onzeker, maar dankzij de effecten van de zwaartekrachtlenzen, waarbij het licht van áchter El Gordo liggende sterrenstelsels door de massa van El Gordo verbogen en versterkt wordt, kon men de onzekerheid in de massa terugbrengen tot 10% (zie de X/Tweet hieronder).

Youths!

Webb observed galaxy cluster El Gordo, a cosmic teen that existed 6.2 billion years after the big bang. The most massive cluster of its era, it’s a perfect gravitational magnifying glass, bending & distorting light from distant objects behind it: https://t.co/BrYH55h77F pic.twitter.com/JK4XFxdUQX

— NASA Webb Telescope (@NASAWebb) August 2, 2023

Vervolgens ging men in diverse simulaties na hoe de botsing van de twee clusters van El Gordo er precies uit ziet, waarbij men gebruik maakte van een nieuwe techniek, die van de ‘lichtkegel tomografie’. Duidelijk werd dat de botsing in strijd is met het ΛCDM model, ongeacht met welke snelheid de twee clusters met elkaar botsten. Er is nog een andere botsing van clusters die in strijd is met het ΛCDM model en dat is die van de Bullet cluster. Dat vigerende model gaat er van uit dat er in het vroege heelal eerst individuele sterrenstelsels ontstaan en dat die dan na verloop van tijd samenkomen tot clusters, een proces dat veel tijd kost. El Gordo en de Bulletcluster laten zien dat dit kennelijk toch anders verloopt. Mogelijk ontstaan sterrenstelsels nog eerder dan het model denkt én evolueren ze sneller tot clusters.

Meer informatie vind je in het vakartikel van Elena Asencio et al, The El Gordo Galaxy Cluster Challenges ΛCDM for Any Plausible Collision Velocity, The Astrophysical Journal (2023).

Bron: Phys.org.

Gerelateerde Astroblogs:

Webb legt de zwaartekrachtlenzen in de cluster van sterrenstelsels El Gordo vast Gammastraling van El Gordo waargenomen door Chandra