ESA’s XMM ruimtetelescoop ontmaskert nieuw cluster melkwegstelsels
Astronomen van het Nederlands ruimteonderzoeksinstituut SRON hebben een nieuw cluster van melkwegstelsels ontdekt. Ze deden de ontdekking in een internationaal team met gegevens van ESA’s ruimtetelescoop XMM-Newton. De resultaten zijn onlangs gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Astronomy & Astrophysics.
Clusters van melkwegstelsels zijn de grootste structuren in het universum. Ze bestaan uit tientallen tot honderden melkwegstelsels die elk weer uit honderden miljarden sterren bestaan. Zwaartekracht houdt alles bij elkaar. In de clusters bevindt zich gas dat honderden miljoenen graden warm is. Dit gas zendt röntgenstraling uit en is daarmee zichtbaar voor ruimtetelescopen als XMM-Newton. Gedetailleerde analyse van de röntgenstraling vertelt astronomen meer over de samenstelling en de herkomst van het gas.
Raadsel
Jaren hebben astronomen zich het hoofd gebroken over twee even heldere en even grote vlekken op een röntgenfoto van de groep melkwegstelsels die onder sterrenkundigen bekend staat als cluster Abell 3128. ‘Maar zo gaat het in de wetenschap’, zegt Norbert Werner, promovendus bij SRON. ’Je vindt altijd dingen die je niet verwacht.’
Het raadselachtige aan de twee röntgenvlekken in cluster Abell 3128 was het feit dat ze dan wel even groot en helder waren, maar dat de samenstelling van de gaswolken totaal verschillend leek. Werner: ‘Terwijl de ene vlek duidelijk veroorzaakt werd door een hete gaswolk die rijk is aan metalen die vrijkomen bij supernova-explosies in de melkwegstelsels, leek de andere vlek bij een gaswolk te horen die een hoeveelheid metalen bevat veel lager dan ooit in een cluster is waargenomen. Wat we zagen stond haaks op de gangbare theorieën over hoe deze grote structuren in het heelal ontstaan.’
De waarnemingen met XMM-Newton maakten de verrassing compleet. De gaswolk die de raadselachtige röntgenvlek veroorzaakte bleek op 4,6 miljard lichtjaar afstand te staan. Maar liefst zes keer zo ver weg als het cluster Abell 3128. ‘We bleken dus naar twee totaal verschillende objecten te kijken die vanuit ons perspectief toevallig in exact dezelfde gezichtslijn staan’, vertelt Werner.
Schuimbad
‘Het onderzoek aan deze grote groepen melkwegstelsels draait vooral om de vraag hoe de grote structuren van het heelal gevormd zijn’, legt projectleider Jelle Kaastra uit. Materie in het heelal is volgens de huidige inzichten verdeeld als een web van draadachtige structuren van ijl heet gas: het kosmisch web. Tussen die draden zitten holtes die steeds groter worden omdat het heelal uitdijt. ‘Vergelijk het met de bellen in een schuimbad’, aldus de astronoom. Op de knooppunten in het web is de dichtheid van materie het hoogst. Daar kunnen dus clusters van melkwegstelsels ontstaan.
Door hun enorme massa en aantrekkingskracht hebben de clusters hun eigen dynamiek. Kaastra: ‘Ze trekken elkaar aan, ze bosten, ze vliegen door elkaar heen. Er gebeurt van alles dat we met röntgentelescopen als XMM-Newton kunnen bestuderen.’ XMM-Newton is de röntgentelescoop van ESA. SRON bouwde er een instrument voor dat röntgenstraling in detail kan analyseren. XMM-Newton werd in 1999 gelanceerd vanuit Frans Guyana en functioneert nog altijd uitstekend. Onlangs verlengde ESA de operaties van de satelliet met nog eens 5 jaar.
