Waargenomen clusters, blauw is dichterbij, rood is verderweg, groter is helderder, kleiner is zwakker. © MPE, J. Sanders for the eROSITA consortium
Tot begin 2022 werden met de eROSITA röntgensatelliet 5259 clusters van sterrenstelsels tot negen miljard lichtjaar ver in het heelal onderzocht en deze week zijn voor het eerst de resultaten van die eerste metingen verschenen. Met de waarnemingen werd gekeken hoe ‘klonterig’ materie in het heelal is, in het Engels weergegeven met de ‘clumpiness’ van materie. Die klonterigheid van zowel van gewone materie als donkere materie wordt door sterrenkundigen weergegeven door twee parameters, S8 en σ8 (sigma acht). S8 kan op verschillende manieren gemeten worden en de laatste jaren is duidelijk geworden dat er verschillen zijn tussen de waarden gemeten met behulp van het vroege heelal en het lokale, huidige heelal. De waarde voor S8 loopt uiteen van ∼0,76 (lokale heelal) tot ∼0,83 (vroege heelal), een tot nu toe onverklaarbaar verschil, welke ook wel de S8-spanning wordt genoemd.
Credit: MPE, V. Ghirardini for the eROSITA consortium
De waarnemingen met eROSITA laten zien dat 29% van alle energie in het heelal bestaat uit een combinatie van baryonische (lees: gewone) materie en van donkere materie – een parameter die in de grafiek hierboven met Ωm is weergegeven. De rest (71%) bestaat uit donkere energie, dat net zo mysterieus is als donkere materie. Wat de klonterigheid betreft zijn de uitkomsten van eROSITA’s waarnemingen dat σ8=0,88 en S8=0,86, wat redelijk in overeenstemming is met de metingen van het vroege heelal, gedaan met o.a. de Europese Planck satelliet (zie de gekleurde ellipsen in de grafiek). Omdat eROSITA niet in het vroege heelal heeft gekeken, maar naar clusters in het meer nabije heelal én omdat de gemeten waarden redelijk overeenkomen met die van o.a. Planck zijn de sterrenkundigen opgelucht. Kennelijk komt de door Planck gemeten klonterigheid van materie in het vroege heelal overeen met de klonterigheid die eROSITA in ons deel van het heelal heeft gemeten.
Dat betekent dat er hopelijk geen ‘Nieuwe Natuurkunde’ nodig is om de spanning te kunnen oplossen, iets dat ze nog niet kunnen zeggen over de andere kosmologische spanning, de Hubble Spanning. Met eROSITA heeft men tenslotte nog een limiet kunnen stellen aan de totale massa van de drie soorten neutrino’s, de deeltjes die niet reageren op de elektromagnetische wisselwerking en die daarom met gemak dwars door een lichtjaar lood kunnen reizen. De massa van de drie soorten (of smaken) neutrino’s bij elkaar is maximaal 0,22 eV. Worden de eROSITA gegevens gecombineerd met die van Planck aan de kosmische microgolf-achtergrondstraling dat levert dat een maximale massa van 0,11 eV voor de drie neutrino’s op, een schatting die een betrouwbaarheid van 95% heeft.
Meer informatie over de eROSITA metingen is te vinden in het vakartikel van V. Ghirardini, E. Bulbul, E. Artis et al., The SRG/eROSITA All-Sky Survey – Cosmology Constraints from Cluster Abundances in the Western Galactic Hemisphere, Submitted to A&A. More eROSITA cosmology papers can be found here: eROSITA science papers, Suite of papers led by the German eROSITA Consortium.
Bron: Max Planck Instituut.
Speak Your Mind