Een internationaal team van astronomen heeft een titanenstructuur ontdekt in het vroege heelal, slechts twee miljard jaar na de oerknal. Deze melkweg proto-supercluster, bijgenaamd Hyperion, is de grootste en meest massieve structuur die tot nu toe op zo'n verre tijd en afstand is gevonden.

Het team dat de ontdekking deed, werd geleid door Olga Cucciati van het Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) Bologna, Italië en projectwetenschapper Brian Lemaux van het departement Natuurkunde, College of Letters and Science aan de Universiteit van Californië, Davis, en inclusief Lori Lubin, hoogleraar natuurkunde aan UC Davis. Ze gebruikten het VIMOS-instrument van ESO's Very Large Telescope in Paranal, Chili om een ​​gigantische proto-supercluster van sterrenstelsels te identificeren die zich in het vroege heelal vormen, slechts 2,3 miljard jaar na de oerknal.

Hyperion is de grootste en meest massieve structuur die zo vroeg in de vorming van het heelal is gevonden, met een berekende massa van meer dan een miljoen miljard keer die van de zon. Deze enorme massa is vergelijkbaar met die van de grootste structuren die tegenwoordig in het heelal worden waargenomen, maar het vinden van zo'n massief object in het vroege heelal verraste astronomen.

"Dit is de eerste keer dat zo'n grote structuur is geïdentificeerd met zo'n hoge roodverschuiving, iets meer dan 2 miljard jaar na de oerknal, "Zei Cucciati. "Normaal gesproken zijn dit soort structuren bekend bij lagere roodverschuivingen, wat betekent dat het universum veel meer tijd heeft gehad om te evolueren en zulke enorme dingen te bouwen. Het was een verrassing om te zien hoe zoiets zich ontwikkelde toen het heelal nog relatief jong was."

Supercluster in kaart gebracht in drie dimensies

Gelegen in het sterrenbeeld Sextans (The Sextant), Hyperion werd geïdentificeerd door een nieuwe techniek die is ontwikkeld aan UC Davis om de enorme hoeveelheid gegevens te analyseren die is verkregen uit de VIMOS Ultra-Deep Survey onder leiding van Olivier Le Fèvre van Laboratoire d'Astrophysique de Marseille, Centre National de la Recherche Scientifique en Centre National d'Etudes Spatiales. Het VIMOS-instrument kan de afstand tot honderden sterrenstelsels tegelijk meten, waardoor het mogelijk wordt om de positie van sterrenstelsels binnen het vormende supercluster in drie dimensies in kaart te brengen.

Het team ontdekte dat Hyperion een zeer complexe structuur heeft, met ten minste zeven gebieden met een hoge dichtheid die zijn verbonden door filamenten van sterrenstelsels, en zijn grootte is vergelijkbaar met superclusters dichter bij de aarde, hoewel het een heel andere structuur heeft.

"Superclusters dichter bij de aarde neigen naar een veel meer geconcentreerde verdeling van massa met duidelijke structurele kenmerken, ' zei Lemaux. 'Maar in Hyperion, de massa is veel gelijkmatiger verdeeld in een reeks verbonden klodders, bevolkt door losse associaties van sterrenstelsels."

De onderzoekers vergelijken de bevindingen van Hyperion met de resultaten van het onderzoek Observations of Redshift Evolution in Large Scale Environments (ORELSE), onder leiding van Lubin. Het ORELSE-onderzoek maakt gebruik van telescopen van het W.M. Keck Observatory in Hawaï om superclusters dichter bij de aarde te bestuderen. Lubin en Lemaux gebruiken ook het Keck-observatorium om Hyperion en soortgelijke structuren vollediger in kaart te brengen.

Het contrast tussen Hyperion en minder verre superclusters is hoogstwaarschijnlijk te wijten aan het feit dat nabijgelegen superclusters miljarden jaren hebben gehad voordat de zwaartekracht materie samenbracht in dichtere regio's - een proces dat veel minder lang in werking was in het veel jongere Hyperion.

Gezien zijn grootte zo vroeg in de geschiedenis van het heelal, Hyperion zal naar verwachting evolueren naar iets dat lijkt op de immense structuren in het lokale universum, zoals de superclusters die de Sloan Great Wall vormen of de Virgo Supercluster die onze eigen melkweg bevat, De melkweg.

"Het begrijpen van Hyperion en hoe het zich verhoudt tot vergelijkbare recente structuren kan inzicht geven in hoe het universum zich in het verleden heeft ontwikkeld en zal evolueren naar de toekomst, en stelt ons in staat om enkele modellen van superclustervorming uit te dagen, "Zei Cucciati. "Het opgraven van deze kosmische titaan helpt de geschiedenis van deze grootschalige structuren bloot te leggen."

Dit onderzoek zal worden gepubliceerd in een volgend nummer van het tijdschrift Astronomie en astrofysica .