Starend over 300 miljoen lichtjaar in een monsterlijke stad van sterrenstelsels, astronomen hebben NASA's Hubble-ruimtetelescoop gebruikt om een ​​uitgebreide telling te doen van enkele van de meest kleine leden:maar liefst 22, 426 bolvormige sterrenhopen tot nu toe gevonden.

Het onderzoek, gepubliceerd op 9 november 2018, uitgave van The Astrofysisch tijdschrift , zal het astronomen mogelijk maken om het bolvormige clusterveld te gebruiken om de verdeling van materie en donkere materie in de Coma-cluster van sterrenstelsels in kaart te brengen, die meer dan 1 bevat 000 sterrenstelsels die samengepakt zijn.

Omdat bolvormige sterrenhopen veel kleiner zijn dan hele sterrenstelsels – en veel overvloediger – zijn ze een veel betere indicator voor hoe het weefsel van de ruimte wordt vervormd door de zwaartekracht van het Coma-cluster. In feite, de Coma-cluster is een van de eerste plaatsen waar waargenomen gravitatieafwijkingen werden beschouwd als indicatief voor veel onzichtbare massa in het universum - later "donkere materie" genoemd.

Onder de vroegste homesteaders van het universum, bolvormige sterrenhopen zijn sneeuwbolvormige eilanden van enkele honderdduizenden oude sterren. Ze zijn een integraal onderdeel van de geboorte en groei van een melkwegstelsel. Ongeveer 150 bolvormige sterrenhopen draaien rond ons Melkwegstelsel, en, omdat ze de oudst bekende sterren in het heelal bevatten, waren aanwezig in de vroege vormende jaren van onze melkweg.

Sommige bolvormige sterrenhopen van de Melkweg zijn met het blote oog zichtbaar als wazig uitziende 'sterren'. Maar op de afstand van het Coma-cluster, zijn bolletjes verschijnen als lichtpuntjes, zelfs voor Hubble's superscherpe zicht. Het onderzoek vond de bolvormige sterrenhopen verspreid in de ruimte tussen de sterrenstelsels. Ze zijn wees geworden uit hun eigen melkwegstelsel als gevolg van bijna-botsingen van melkwegstelsels in het vastgelopen cluster. Hubble onthulde dat sommige bolvormige sterrenhopen langs brugachtige patronen op één lijn liggen. Dit is veelbetekenend bewijs voor interacties tussen sterrenstelsels, waarbij ze door zwaartekracht aan elkaar trekken alsof ze aan taffy trekken.

Astronoom Juan Madrid van de Australian Telescope National Facility in Sydney, Australië dacht voor het eerst aan de verspreiding van bolvormige sterrenhopen in Coma toen hij Hubble-beelden bestudeerde die de bolvormige sterrenhopen laten zien die zich helemaal uitstrekken tot aan de rand van een willekeurige foto van sterrenstelsels in de Coma-cluster.

Hij keek uit naar meer gegevens van een van de oude onderzoeken van Hubble die was ontworpen om gegevens van het hele Coma-cluster te verkrijgen, genaamd de Coma Cluster Treasury Survey. Echter, halverwege het programma, in 2006, Hubble's krachtige Advanced Camera for Surveys (ACS) had een elektronische storing. (De ACS werd later gerepareerd door astronauten tijdens een Hubble-onderhoudsmissie in 2009.)

Om de gaten in de enquête op te vullen, Madrid en zijn team hebben nauwgezet talloze Hubble-afbeeldingen gemaakt van de melkwegcluster, genomen uit verschillende Hubble-observatieprogramma's. Deze zijn opgeslagen in het Mikulski Archive for Space Telescopes van het Space Telescope Science Institute in Baltimore, Maryland. Hij verzamelde een mozaïek van het centrale deel van de cluster, werken met studenten van het programma Research Experience for Undergraduates van de National Science Foundation. "Dit programma geeft studenten die zijn ingeschreven aan universiteiten met weinig of geen astronomie de mogelijkheid om ervaring op te doen in het veld, ' zei Madrid.

Het team ontwikkelde algoritmen om de Coma-mozaïekafbeeldingen te doorzoeken die minstens 100, 000 potentiële bronnen. Het programma gebruikte de kleur van bolvormige sterrenhopen (gedomineerd door de gloed van ouder wordende rode sterren) en bolvorm om vreemde objecten te elimineren - meestal achtergrondstelsels die niet geassocieerd zijn met de Coma-cluster.

Hoewel Hubble uitstekende detectoren heeft met een ongeëvenaarde gevoeligheid en resolutie, hun grootste nadeel is dat ze kleine gezichtsvelden hebben. "Een van de coole aspecten van ons onderzoek is dat het de verbazingwekkende wetenschap laat zien die mogelijk zal zijn met NASA's geplande Wide Field Infrared Survey Telescope (WFIRST) die een veel groter gezichtsveld zal hebben dan Hubble, " zei Madrid. "We zullen in staat zijn om hele clusters van melkwegstelsels tegelijk in beeld te brengen."