Een nieuw ontdekte superstructuur in het heelal is maar liefst 1,4 miljard lichtjaar groot. De structuur, die de naam Quipu heeft gekregen, schendt een van onze fundamentele aannames over de kosmos.
Astronomen hebben de grootste structuur ontdekt die ooit in het heelal is gevonden. De Quipu-superstructuur is 1,4 miljard lichtjaar lang en bevat bijna zeventig superclusters van sterrenstelsels. Het geheel is honderdduizenden keren zwaarder dan een enkel sterrenstelsel, zoals de Melkweg.
Astronoom Hans Böhringer van het Max Planck Instituut voor Natuurkunde in München en zijn collega’s doopten de kosmische structuur Quipu. Deze naam verwijst naar een telsysteem van de Inca’s dat werkt met stukjes geknoopt touw. Böhringer zag de touwen in een museum nabij Santiago, in Chili, toen hij bij de Europese Zuidelijke Sterrenwacht werkte. De kosmische structuur, die bestaat uit een dikkere hoofdader met verschillende dunnere vertakkingen, deed hem denken aan de vorm van dit telsysteem.
Donkere materie moeten we eigenlijk onzichtbare materie noemen
De naam 'donkere materie' suggereert onjuist dat deze materie licht absorbeert. Daarom zou je het beter onzichtbare materie kunnen noemen.
Clusters van clusters
Over grote afstanden kunnen sterrenstelsels samenklonteren tot clusters. Die kunnen op hun beurt weer samenkruipen in superclusters. Astronomen hebben al eerder verschillende van deze superclusters in kaart gebracht. Daarbij ontdekten ze dat de superclusters vaak aan elkaar vastzitten in grote bogen, zoals bij de Grote Muur van Sloan of het Laniakea-supercluster. Tot voor kort waren dit de grootste bekende structuren in het heelal.
‘De Quipu-superstructuur is van begin tot eind iets langer dan de Grote Muur van Sloan’, zegt astronoom J. Richard Gott III van de Princeton-universiteit, een van de ontdekkers van de Muur. ‘Ik feliciteer ze met deze vondst.’
Om Quipu op het spoor te komen, analyseerde Böhringers team gegevens van de Duitse röntgensatelliet ROSAT. Dit apparaat kijkt naar clusters van sterrenstelsels op honderden miljoenen lichtjaren van de aarde. Ze bepaalden welke clusters deel uitmaken van een grotere structuur met behulp van een algoritme dat een maximale afstand definieert tussen twee clusters voordat we ze als los mogen beschouwen. ‘Dit was een heel duidelijke structuur’, zegt Böhringer over Quipu. ‘Hij springt meteen in het oog.’
Onenigheid
Eerdere ontdekkingen van zulke grote structuren leidden tot onenigheid onder kosmologen, omdat deze vormen zo groot zijn dat ze haaks staan op een van onze fundamentele aannames over het heelal, het kosmologisch principe. Dit principe stelt dat de materie in het heelal op de grootste schaal in alle richtingen gelijkmatig is uitgesmeerd.
Superstructuren, die op samenklonteringen lijken, schenden dit principe. Böhringer vindt dit echter geen probleem. Hij stelt dat we het heelal gewoon op een nog grotere schaal moeten bekijken. Bovendien komen deze structuren ook naar voren in nauwkeurige simulaties van de kosmos. ‘Waarnemingen doen in een te klein deel van het heelal, wat eerder is gedaan, kan misleidend zijn’, zegt hij.
De verwarring komt deels voort uit een dubbelzinnige definitie van het kosmologisch principe, zegt astronoom Alexia Lopez van de Universiteit van Central Lancashire in het Verenigd Koninkrijk. ‘Er is nog geen definitie van het kosmologisch principe waar elke kosmoloog het over eens is’, zegt ze. Sommige kosmologen stellen bijvoorbeeld dat het universum er hetzelfde uit moet zien op afstanden die nog veel groter zijn dan deze superstructuren, terwijl anderen zeggen dat deze structuren groot genoeg zijn om de regel te breken.
Ongebonden
Hoewel de structuur een enkel object lijkt te zijn, is het onduidelijk of de clusters erbinnen daadwerkelijk aan elkaar verbonden zijn via de zwaartekracht, zegt kosmoloog Seshadri Nadathur van de Universiteit van Portsmouth in het Verenigd Koninkrijk. Dat heeft gevolgen voor wat er met de structuur gebeurt wanneer het heelal verder uitdijt. ‘De sterrenstelsels kunnen dan uit elkaar drijven in plaats van naar elkaar trekken. In dat geval is het volgens sommige definities niet echt een gebonden structuur’, zegt hij.
