Het kosmisch web draait rond. Het universum zit vol met enorme slierten materie die zich uitstrekken tussen sterrenstelsels als een groot web. Simulaties wijzen nu uit dat deze filamenten ronddraaien.
We weten dat alle sterrenstelsels ronddraaien en dat hun rotaties beïnvloed kunnen worden door dingen in hun omgeving, zoals nabije slierten materie. Wat we niet wisten, was of deze filamenten zelf óók ronddraaien. Nu hebben kosmoloog Qianli Xia en collega’s van de Universiteit van Edinburgh in Schotland simulaties van het gedrag van donkere materie gebruikt om dat te bepalen.
De onderzoekers combineerden simulaties van bijna 34.000 filamenten om hun draaiingen te meten. Ze stelden vast dat hun gemiddelde rotatiesnelheid zo’n 80 kilometer per seconde bedroeg. Naar schatting heeft zo’n 26 procent van de filamenten in het heelal een waarneembare draaiing.
Thomas Hertog werkte samen met Stephen Hawking en onderzoekt de oerknal
Tijd en natuurwetten zijn voortgekomen uit de oerknal, in een chaotisch proces van toevalligheden, zegt theoretisch natuurkun ...
Vallende gaswolk
‘Ik zou dit dolgraag meten in het échte heelal’, zegt Nick Kaiser van de Parijse onderzoeksinstelling École Normale Supérieure. ‘Maar dat is ontzettend moeilijk, doordat de waarnemingen heel veel ruis bevatten. Daardoor zul je in een enkel object weinig van dit effect kunnen zien – daarvoor moet je meerdere waarnemingen op elkaar stapelen.’
De voorspelling dat deze draaiing bestaat, is niet heel verrassend, zegt astrostatisticus Alan Heavens van Imperial College London. Op basis van hoe ze ontstaan, zou je van de meeste grote objecten in de ruimte verwachten dat ze draaien, stelt hij.
In de simulatie vindt deze draaiing plaats door zogeheten getijdenkrachten. Wanneer een klont materie – een gaswolk, bijvoorbeeld – richting een filament valt, ervaart het dichtstbijzijnde gedeelte een sterkere zwaartekracht dan het gedeelte dat zich verder weg bevindt, waardoor het begint te draaien. Als de klont vervolgens wordt opgenomen in het filament, draagt het die draaiing over.
Magnetische velden
‘Als deze filamenten zelf draaien, zou je verwachten dat dat gevolgen had voor de sterrenstelsels die zich erin bevinden’, zegt Rien van de Weygaert van de Rijksuniversiteit Groningen. ‘Als je geïnteresseerd bent in het ontstaan en de ontwikkeling van sterrenstelsels en waar onze Melkweg vandaan kwam, dan is dit soort informatie zeker van belang.’ Het feit dat filamenten draaien, kan ons begrip van waarom sterrenstelsels draaien helpen verfijnen.
De draaiende filamenten kunnen misschien ook een dieper mysterie ophelderen: waar de magnetische velden vandaan komen die overal in de kosmos te vinden zijn. ‘We kennen de mechanismes die bestaande magnetische velden versterken’, zegt Heavens. ‘We weten dus hoe we van een klein veld een groot veld moeten maken. Maar je moet dan wel nog weten waar de kleinste velden vandaan komen.’
Magnetische velden ontstaan wanneer geladen deeltjes bewegen, maar we weten niet welke deeltjes verantwoordelijk zijn voor magnetische velden op de schaal van hele sterrenstelsels. Als de deeltjes waar filamenten uit bestaan een elektrische lading hebben, zouden ze kleine magnetische velden kunnen opwekken. Die zouden sterrenstelsels en clusters van sterrenstelsels vervolgens uitvergroten.
Echte eigenschappen
Op het meest basale niveau helpt deze ontdekking ons de ruggengraat van materie in het universum beter te begrijpen. ‘De grootste structuur in het universum is het kosmische web’, zegt Van de Weygaert. ‘Nu beginnen we de eigenschappen ervan te ontwaren. Daarmee wordt het van iets abstracts naar iets dat echte, fysieke kenmerken heeft.’
