De Webb-ruimtetelescoop heeft nieuwe detailrijke opnamen gemaakt van de zogeheten Kogelcluster, die in feite bestaat uit twee clusters van sterrenstelsels die met elkaar in botsing zijn gekomen (The Astrophysical Journal Letters, 30 juni).
Alle sterrenstelsels bestaan uit sterren, gas, stof en donkere materie, die door de zwaartekracht bijeen worden gehouden. Op hun beurt vormen sterrenstelsels weer zogeheten clusters, die eveneens door de zwaartekracht bijeen blijven. Deze clusters fungeren als ‘zwaartekrachtlenzen’ die het licht van verder weg staande sterrenstelsels versterken. Met behulp van dit lenseffect kunnen astronomen de verdeling van de zogeheten donkere materie in kaart brengen.
Om het zwaartekrachtlens-effect en de donkere materie te visualiseren, kun je denken aan een vijver gevuld met helder water en kiezels. 'Je kunt het water niet zien, tenzij er een briesje opsteekt dat rimpelingen in het water veroorzaakt’, aldus astronoom James Jee, van de Yonsei Universiteit (Seoel, Zuid-Korea), mede-auteur van het onderzoeksverslag dat vandaag in The Astrophysical Journal Letters is gepubliceerd. ‘Door deze rimpelingen werkt het water als een lens die de onderliggende kiezels vervormt’. Iets vergelijkbaars gebeurt in de ruimte, waarbij het water als donkere materie en de kiezels als achtergrondstelsels fungeren.
Alles bij elkaar hebben Jee en medewerkers duizenden sterrenstelsels op de nieuwe Webb-opnamen gemeten, om zowel de zichtbare als de onzichtbare (want donkere) materie in de botsende clusters van sterrenstelsels te ‘wegen’. Ze hebben ook zorgvuldig het gezamenlijke licht in kaart gebracht en gemeten dat wordt uitgezonden door sterren die niet langer gebonden zijn aan afzonderlijke sterrenstelsels – zogeheten intracluster-sterren. Naast gegevens van de Webb-ruimtetelescoop zijn daarbij ook data van de röntgen-ruimtetelescoop Chandra gebruikt.
De nieuwe beelden hebben bevestigd dat het intracluster-licht een betrouwbare ‘verklikker’ van donkere materie kan zijn, zelfs in een zeer dynamische omgeving als de Kogelcluster. Als de intracluster-sterren niet gebonden zijn aan sterrenstelsels, maar wel aan de donkere materie in de cluster, wordt het wellicht gemakkelijker om meer specifieke informatie over deze onzichtbare vorm van materie verkrijgen.
Hoe dan ook: toen de clusters van sterrenstelsels botsten, werd hun gas meegesleurd en achtergelaten. De Webb-waarnemingen laten zien dat de donkere materie klaarblijkelijk nog steeds samenvalt met de sterrenstelsels en niet werd meegesleurd.
De Kogelcluster bevindt zich in het sterrenbeeld Carina (Kiel), op 3,8 miljard lichtjaar van de aarde. Mogelijk is hij het product van een botsing tussen meerdere clusters van sterrenstelsels, die zich miljarden jaren geleden heeft afgespeeld. (EE)
NASA Webb ‘Pierces’ Bullet Cluster, Refines Its Mass