Met behulp van gegevens van de Hubble Space Telescope (HST), astronomen hebben een gedetailleerde studie met hoge resolutie uitgevoerd van een enorme cluster van sterrenstelsels die bekend staat als SPT-CL J2106-5844. Het onderzoek, gepresenteerd in een paper gepubliceerd op 10 oktober op arXiv.org, levert nauwkeurige massabepaling van SPT-CL J2106-5844, vinden dat het de meest massieve cluster van sterrenstelsels met een hoge roodverschuiving is die tot nu toe bekend is.

Clusters van sterrenstelsels bestaan ​​uit wel duizenden sterrenstelsels die door de zwaartekracht aan elkaar zijn gebonden. Het zijn de grootste zwaartekrachtgebonden structuren, en zou daarom cruciaal kunnen zijn bij het verbeteren van de kennis over grootschalige structuurvorming en evolutie van het universum.

Bij een roodverschuiving van ongeveer 1,13, SPT-CL J2106-5844 (kortweg SPT2106), is een cluster met hoge massa dat in 2011 werd ontdekt als onderdeel van de South Pole Telescope Sunyaev-Zel'dovich (SPT-SZ)-enquête. Volgens eerdere waarnemingen, SPT2106 heeft een hoge röntgentemperatuur van ongeveer 11 keV, helderheid op een niveau van ongeveer 1,39 quattuordecillion erg/s, en een snelheidsspreiding van ongeveer 1, 230 km/s. Deze waarden suggereren dat het cluster extreem massief zou kunnen zijn.

Hoewel er verschillende observaties van SPT2106 zijn uitgevoerd, astronomen zijn nog steeds onzeker over de exacte massa. Sommige studies geven aan dat het een viriale massa heeft van 880 biljoen zonsmassa's, terwijl andere wijzen op een virale massa van bijna 1, 300 biljoen zonnemassa's.

Om meer beperkingen op te leggen aan de massa van SPT2106, een team van astronomen onder leiding van Jinhyub Kim van de Yonsei University in Seoul, Zuid-Korea, heeft een gedetailleerde, hoge resolutie zwakke lens studie van deze melkwegcluster door diepe HST-beeldvormingsgegevens te analyseren.

"In deze krant, we presenteren een gedetailleerde WL [weak-lensing]-analyse van SPT2106 met behulp van ACS [Advanced Camera for Surveys] en Wide Field Camera 3 (WFC3) gegevens. (...) Uit de diepe HST-beeldgegevens, we bereiken een brondichtheid van 169 arcmin ⁻² op het gebied van WFC3/IR, waarmee we een massareconstructie met hoge resolutie kunnen uitvoeren en de precisie in massaschatting kunnen verbeteren, ’ schreven de astronomen in de krant.

Uit de studie bleek dat de massaverdeling in SPT2106 asymmetrisch is. Analyseren van de beelden, de wetenschappers onderscheidden een hoofdmassaklomp en een subklomp die zich ongeveer 2,1 miljoen lichtjaar ten westen van de hoofdklomp bevond. Waarnemingen tonen aan dat de belangrijkste klomp verder is verdeeld in twee kleinere noordwestelijke en zuidoostelijke structuren, gescheiden door ongeveer 500, 000 lichtjaren van elkaar verwijderd.

Vooral, als het gaat om de locatie van de twee substructuren van de subclump, de noordwestelijke massapiekpositie komt overeen met die van de röntgenpiek, samenvallend met de positie van het helderste clusterstelsel van SPT2106. De gegevens suggereren dat de zuidoostelijke piek geassocieerd lijkt te zijn met de nummerdichtheidspiek. Rekening houdend met een dergelijke morfologie en de eigenschappen van röntgenstraling in SPT2106, de astronomen concludeerden dat de melkwegcluster een samensmeltend systeem zou kunnen zijn.

De virale massa van SPT2106 werd berekend op ongeveer 1, 040 biljoen zonsmassa's. De onderzoekers merkten op dat deze waarde in overeenstemming is met eerdere schattingen, echter, het is veel nauwkeuriger, aangezien de statistische onzekerheid ongeveer 40 procent kleiner is dan het vorige zwakke lensresultaat. Vandaar, de nieuwe berekeningen bevestigen dat SPT2106 de meest massieve cluster van sterrenstelsels is onder dergelijke objecten met een roodverschuiving van meer dan 1,0.

© 2019 Wetenschap X Netwerk