ENGINEERINGNET.BE - De astronomen analyseerden een filament dat vier clusters van sterrenstelsels verbindt: A3532 en A3530 aan de ene kant en A3528-N en A3528-S aan de andere kant.
De clusters maken deel uit van het Shapley Supercluster, een grote groep van ruim 8.000 sterrenstelsels op circa 650 miljoen lichtjaar afstand van de aarde.
Het filament blijkt vooral te zijn samengesteld uit vrije elektronen en protonen met een temperatuur van ruim 10 miljoen graden Celsius.
Er zijn zo'n 10 deeltjes per kubieke meter: 30 tot 40 keer meer dan de gemiddelde dichtheid van het heelal. In totaal is het filament goed voor 1,2 x 10^13 zonsmassa's aan heet gas, ofwel 10 keer de massa van de Melkweg.
Het is voor het eerst dat de eigenschappen van heet gas bepaald konden worden met een nauwkeurige spectroscopische analyse, zonder significante vervuiling door zwarte gaten en sterrenstelsels.
De onderzoekers bepaalden eerst met data van optische telescopen de oriëntatie van het filament aan de hemel. Vervolgens maakten ze met de Japanse Suzaku-röntgentelescoop een spectrum van het gebied.
Daarna verzamelden ze data van de Europese XMM-Newton-telescoop om de vervuilende zwarte gaten te modelleren en te neutraliseren. Zo konden ze een spectrum van het filament isoleren, waarvan ze de dichtheid en temperatuur berekenden.
Volgens waarnemingen ontbreekt een groot deel van de inhoud van het heelal. Sterrenkundigen lossen dit deels op met donkere materie om de te snelle rotatiesnelheid van sterrenstelsels te verklaren.
Donkere energie is ingevoerd om de toenemende uitdijingssnelheid van het heelal te verklaren. Maar zelfs dan mist er nog een groot deel van de normale materie.
Het standaard kosmologische model voorspelt dat circa 30-40% van de normale materie lastig tot niet te zien is met telescopen.
Uit grootschalige kosmologische simulaties blijkt dat deze materie zich mogelijk schuilhoudt in enorme kosmische gasfilamenten die clusters van sterrenstelsels met elkaar verbinden.
Eerder probeerden sterrenkundigen de waarnemingen van hele verzamelingen van filamenten te 'stapelen' om de vervuiling door zwarte gaten te omzeilen. Die kwamen echter niet overeen met de voorspellingen van het standaard kosmologische model.
"Onze nieuwe methode brengt het signaal van de ontbrekende baryonen duidelijk naar boven," zegt onderzoeksleider Konstantinos Migkas van de Sterrewacht Leiden en Space Research Organisation Netherlands.
"We laten zien dat de eigenschappen van kosmische filamenten toch overeenkomen met de simulaties. Dat is een geweldige beloning."
Dit onderzoek kan zo de weg bereiden voor toekomstige onderzoeken waarbij op vergelijkbare plaatsen in het heelal wordt gezocht naar filamenten en hun eigenschappen.
Daardoor gaan onderzoekers beter begrijpen hoe de grootste structuren in het heelal met elkaar verbonden zijn.
Partners in het onderzoek zijn verder de Universiteit van Bonn (Duitsland), de Universiteit van Helsinki (Finland) en de Universiteit van Parijs-Saclay (Frankrijk).
