Terwijl wetenschapsenthousiastelingen over de hele wereld afscheid nemen van de legendarische kosmoloog Stephen Hawking, onderzoekers blijven belangrijke ontdekkingen doen over de evolutie van clusters van sterrenstelsels die tot de verbeelding spreken.

Nutsvoorzieningen, een internationale samenwerking tussen Yutaka Fujita van de Universiteit van Osaka en onderzoekers uit Taiwan, Italië, Japan, en de Verenigde Staten vonden een nieuwe fundamentele wet die de evolutie van clusters van sterrenstelsels bepaalt. Ze meldden onlangs de studie in The Astrofysisch tijdschrift .

Clusters van sterrenstelsels zijn het grootste hemellichaam in het heelal (Fig.1). Echter, het was moeilijk om hun grootte en massa nauwkeurig te meten omdat ze voornamelijk bestaan ​​uit donkere materie die we niet direct kunnen waarnemen. Een manier om de donkere materie indirect te observeren, is door gebruik te maken van het zwaartekrachtlenseffect op basis van Einsteins relativiteitstheorie. Lichtstralen van een melkwegstelsel achter een cluster worden getrokken door de zwaartekracht van het cluster als ze er doorheen gaan, en hun paden zijn gebogen (Fig.2). Dit is precies hetzelfde effect als een lens, het licht van de verre melkweg concentreren en de vorm ervan vervormen. Als we de vervorming van de vorm voor veel achtergrondstelsels kunnen meten, kunnen we het zwaartekrachtveld van de cluster onthullen, en als een resultaat, we kunnen de grootte en massa nauwkeurig meten.

"Een moeilijkheid in ons onderzoek, " legt Keiichi Umetsu van Academia Sinica in Taiwan uit, "was dat nauwkeurige metingen van de vervorming nodig waren." Om dit probleem op te lossen, het onderzoeksteam heeft nauwkeurige waarnemingsgegevens gebruikt van NASA's Hubble-ruimtetelescoop en de Subaru-telescoop van het National Astronomical Observatory of Japan.

Gecombineerd met gastemperatuurgegevens van de Chandra-röntgensatelliet, de onderzoeksgroep heeft die laatste gegevens statistisch onderzocht en vastgesteld dat ze voldoen aan een eenvoudige wet die alleen wordt weergegeven door de grootte, massa, en gastemperatuur van clusters. Bovendien, door volledig gebruik te maken van computersimulaties, ze toonden aan dat clusters volgens de wet in de loop van 4 tot 8 miljard jaar zijn gegroeid. theoretisch, de wet betekent dat die gigantische clusters nog in de puberteit zijn, groeien door een grote hoeveelheid omringende stoffen met hun sterke zwaartekracht aan te trekken (Fig.3).

"We hebben de wet ontdekt die de groei van clusters van sterrenstelsels regelt, ", zegt Fujita. "Clusters hebben een interne structuur die op unieke wijze is ontstaan ​​in een vroege groeispurt."

De wet is zo eenvoudig dat we hem kunnen gebruiken om clustermassa-waarneembare relaties te kalibreren, die een belangrijk ingrediënt vormen voor het bestuderen van de kosmologische wetten van het heelal.

"Ons onderzoek brengt ons dichter bij het verklaren van de evolutionaire geschiedenis van clusters en het heelal, " voegt Fujita toe.