Puzzels opgelost door Cold Spot?

Een nieuw ontdekte lege zone in de ruimte kan koude plekken in de kosmische achtergrond verklaren

De koude plek (cirkel) onderscheidt zich duidelijk van de andere fluctuaties in de kosmische achtergrondstraling - hier op de kaart van de Planck-satelliet. © ESA Planck Collaboration
voorlezen

Gigantische anomalie: een enorme koude plek op de achtergrond van de kosmische magnetron is al jaren een raadsel. Nu hadden astronomen een verklaring kunnen vinden: een gigantische, bijna lege zone in de ruimte, die direct voor de koude plek ligt. Het is 1, 3 miljard lichtjaar in doorsnede en daarmee de grootste kosmische structuur ooit waargenomen, melden de onderzoekers. Deze "superleegheid" kan de achtergrondstraling beïnvloeden en de indruk wekken van een koude plek.

De "Cold Spot" is al meer dan tien jaar een mysterie. Want in hem is de temperatuur van de achtergrond van de kosmische magnetron aanzienlijk lager dan die van de andere achtergrond van de kosmische magnetron. De normale schommelingen van de achtergrondstraling kunnen zo'n groot, ongewoon koud gebied in de ruimte niet verklaren. "Dit is de grootste structuur die de mensheid ooit heeft ontdekt", legt Istvan Szapudi van de Universiteit van Hawaï in Manoa uit. "De verklaringen variëren van een statistische fout tot nog niet ontdekte fysica."

Nieuwe fysica of voorgrondstructuur?

Als de Cold Spot, net als de rest van de achtergrondstraling, kort na de Big Bang werd gecreëerd, zou dit een teken kunnen zijn van eerder onbekende processen in dit vroege prehistorische tijdperk van de kosmos. Theoretisch zou het echter ook mogelijk zijn dat de plek wordt veroorzaakt door secundaire effecten, bijvoorbeeld structuren in de kosmische voorgrond die de achtergrondstraling op weg naar ons veranderen.

In feite hebben astronomen in vroege astronomen de eerste tekenen ontdekt dat er minder sterren en sterrenstelsels in de kosmos zijn in de richting van de koude plek dan normaal. Dit werd echter duidelijk niet bevestigd. Szapudi en zijn collega's hebben de Pan-STARRS-telescoop in Hawaii nu gebruikt om dit gebied van de hemel in het zichtbare licht en in het infraroodbereik te bestuderen met de WISE-satelliet van NASA.

De lege zone ontdekt door Szapudi en Co met behulp van Pan-STARRS © ESA Planck Collaboration

"Dat kan geen toeval zijn"

Het resultaat bevestigt eerdere veronderstellingen: de astronomen ontdekten een enorme lege zone in de ruimte vóór de Cold Spot. "De omvang van deze minder dichte zone is verrassend groot: deze strekt zich uit over maximaal 20 ", zegt Szapudi en zijn collega's. In dit 1, 8 miljard lichtjaren grote gebied is de dichtheid van de sterrenstelsels, maar ook de concentratie van de donkere materie duidelijk onder de gebruikelijke in het universum. tonen

De "superleegheid" begint ongeveer drie miljard lichtjaar bij ons vandaan en is dus relatief dicht bij ons in de hele kosmos. "Het is zeer onwaarschijnlijk dat twee zeldzame objecten zoals de koude plek en deze sub-dichte zone gewoon toevallig in precies dezelfde richting zijn, " merken de onderzoekers op. "Een causaal verband tussen de twee heeft echter een waarschijnlijkheid van ongeveer 1: 20.000."

"Super-Empty" manipuleert achtergrondstraling

Zoals je uitlegt, kan zo'n punt met lage massa in de kosmos heel goed verklaren waarom de achtergrond van de kosmische magnetron in dit gebied kouder lijkt dan elders. Terwijl de kosmische achtergrondstraling deze enorme zone met lage massa doorkruist, verliest het energie, zoals de onderzoekers uitleggen. Deze zogenaamde Integrated Sachs-Wolfe (ISW) laat zich in onze metingen voelen als een koude plek op de achtergrond van de magnetron.

Volgens de vorige metingen kan de "superleegheid" echter alleen een schijnbare koeling veroorzaken van ongeveer 20 microkelvin maar de koude plek is ongeveer 70 microkelvin koeler dan de rest van de magnetronachtergrond. "Het effect kan een factor of een paar groter zijn als de lege zone groter is", zeggen Szapudi en zijn collega's. "Onze resultaten wijzen op een verband tussen de lege zone en de koude plek, maar verder onderzoek is nodig om dit duidelijk te bevestigen." (Maandelijkse kennisgevingen van de Royal Astronomical Society, 2015; doi: 10.1093 / MNRAS / stv488)

(Royal Astronomical Society, 21.04.2015 - NPO)