De James Webb-telescoop heeft een verbluffende nieuwe opname gemaakt van de iconische Kogelcluster – het “bewijsstuk” voor donkere materie. De foto onthult ongekende details van botsende clusters, waar gewone materie en donkere materie uit elkaar getrokken werden. Een kosmische detectiveklus!
De James Webb ruimtetelescoop (JWST) heeft zijn infraroodblik gericht op een van de meest fascinerende objecten in het heelal: de Kogelcluster (Bullet Cluster). Deze kosmische crash tussen twee clusters van sterrenstelsels, ruim 3,8 miljard lichtjaar van ons vandaan, geldt al jaren als sleutelbewijs voor het bestaan van donkere materie. Webb’s nieuwe beeld onthult nu verrassende details die wetenschappers helpen de massa en verspreiding van deze mysterieuze materie nóg preciezer in kaart te brengen.
De Kogelcluster
De Kogelcluster, officieel 1E 0657-56 genoemd, is een kosmisch litteken. Het ontstond toen een kleinere cluster (de “kogel”) met een duizelingwekkende snelheid van zo’n 4.500 kilometer per seconde door een grotere cluster schoot. Deze botsing, een van de heftigste ooit waargenomen, fungeert als een natuurlijk laboratorium. Tijdens de inslag gedroegen verschillende soorten materie zich radicaal anders: terwijl sterrenstelsels grotendeels ongestoord door elkaar heen vlogen, werd het hete gas tussen sterrenstelsels – zichtbaar als röntgenstraling – afgeremd en samengeperst tot een gloeiende “kogelvorm”.
Wat de cluster wetenschappelijk zo baanbrekend maakt, is de scheiding die zichtbaar werd tussen dit gas en de zwaartekracht van de cluster. Toen astronomen in 2006 de zwaartekrachtlenzen in de cluster analyseerden – het afbuigen van licht van achtergrondstelsels door de massa van dichter gelegen stelsel(s) – ontdekten ze iets revolutionairs: de piek in de massa viel níét samen met het gas, maar met de sterrenstelsels. Dit kon alleen verklaard worden door donkere materie, die wel zwaartekracht uitoefent maar geen licht uitstraalt of met gas botst. Zoals Greg Madejski, astrofysicus bij Standford en eerder betrokken bij röntgen-onderzoek aan de cluster, al benadrukte: “De donkere materie bleef bij de sterrenstelsels, terwijl het gas achterbleef. Dit geeft cruciale grenzen aan voor hoe donkere materie met zichzelf wisselwerkt.”
Webb’s nieuwe NIRCam-opname (foto hierboven) tilt dit onderzoek naar een hoger niveau. De telescoop legde het hart van de cluster vast met ongeëvenaarde scherpte, inclusief talloze achtergrondstelsels (zichtbaar als oranje bogen) die door de zwaartekracht vervormd zijn. Deze “lenskaart” helpt onderzoekers om de massaverdeling tot in detail te berekenen. Eric Hayashi, tevens astrofysicus, voegt hieraan toe: “Hoewel de snelheid van de kogelsubcluster extreem lijkt, past hij binnen ons standaardmodel van het heelal (Lambda-CDM).”
De kracht van de Kogelcluster blijkt pas volledig in kaart gebracht te kunnen zijn in combinatie met andere waarnemingen. Zo toont de composietfoto – een mix van zichtbaar licht (Hubble/Magellan), röntgenstraling (Chandra, roze) en massa (blauw) – hoe donkere materie (blauw) en gewone materie (roze) uiteen zijn getrokken. Dit “ontmengingsproces” bewijst dat donkere materie nauwelijks interactie heeft met zichzelf of gas, anders was deze scheiding nooit ontstaan.
Slot
De nieuwe Webb-beelden van de Kogelcluster zijn meer dan een kosmisch spektakel; ze verfijnen ons begrip van donkere materie. Door massa’s preciezer te meten en lenseffecten in ongekend detail vast te leggen, helpt deze iconische cluster wetenschappers verder te sleutelen aan de grootste puzzel van ons heelal: wat donkere materie wél is – maar ook wat níét.
Wil je de foto van Webb op zeer hoge kwaliteit downloaden, klik dan hier.
