Alles in het heelal beweegt, en dus kunnen er altijd botsingen plaatsvinden. Dat kan op ‘kleine’ schaal -een komeet die inslaat op een planeet bijvoorbeeld, of twee planeten die op elkaar botsen- maar ook op enorm grote schaal. Een onderzoeksteam van Leidse en Duitse astronomen ontdekte twee clusters van sterrenstelsels die met elkaar in botsing zijn. Zo’n botsing duurt miljoenen jaren en lijkt vanaf de aarde gezien dus op een stabiele situatie. De schokgolf die de botsing vergezelt laat echter duidelijk zien dat het er niet rustig aan toegaat.
Een sterrenstelsel zoals onze Melkweg bevat miljarden sterren. Doorgaans zijn sterrenstelsels geclusterd, dat wil zeggen dat ze samen met een aantal andere stelsels door de onderlinge zwaartekracht in elkaars buurt worden gehouden. In een cluster van sterrenstelsels zitten tientallen tot duizenden stelsels. De sterrenstelsels in een cluster kunnen onderling botsen door hun zwaartekracht, dat soort botsingen is al regelmatig waargenomen. Maar complete clusters kunnen dus ook met elkaar in aanvaring komen. Door de zwaartekracht worden ze naar elkaar toegetrokken en na een botsingsproces van miljoenen jaren gaan de twee clusters in elkaar op.
Frontale botsing
De onderzoekers die deze week in Science bekend maakten dat ze botsende clusters hebben gevonden zijn niet de eersten die het fenomeen waarnemen. Wat wel heel bijzonder is, is dat deze twee clusters vrijwel frontaal op elkaar aan het botsen zijn. Volgens dertig jaar oude berekeningen kunnen bij zo’n botsing energetisch ongekend hoog geladen deeltjes vrijkomen. Die deeltjes, die de aarde bereiken in de vorm van kosmische straling, werden inderdaad aangetroffen bij de botsende clusters. Ze bevinden zich in een schokgolf die tien keer zo uitgestrekt is als onze eigen Melkweg. De vondst bewijst dat de meest energierijke kosmische straling die we op aarde meten van botsende clusters kan komen; er was nog geen andere bron bekend die zulke deeltjes kan maken.
Omdat de twee clusters heel ver weg staan -zo’n 2,5 miljard lichtjaar- en bovendien in een wolk van stof en gas zitten, is het niet mogelijk om ze met een gewone telescoop te zien. De meeste soorten straling worden in de buurt van de clusters of onderweg naar onze planeet geabsorbeerd of verstrooid. Gelukkig komt er één soort straling van de clusters die wél grotendeels ongehinderd naar ons toe kan: radiostraling. De clusters werden dan ook ontdekt door metingen met verschillende radiotelescopen, waaronder de radiotelescoop in Westerbork. Door de metingen te vergelijken met computersimulaties konden de Leidse en Duitse wetenschappers de conclusie trekken dat ze inderdaad twee clusters van sterrenstelsels in een frontale botsing hadden gevonden.
In december van dit jaar zal röntgentelescoop XMM-Newton op de botsende clusters gericht worden. Röntgenstraling is een soort straling die weinig last heeft van interstellair gas en stof, dus waarschijnlijk zullen de clusters ook met die telescoop te zien zijn. Een combinatie van beide metingen kan mogelijk nog meer verrassende details over de botsing aan het licht brengen.
Bron
- Particle Acceleration on Megaparsec Scales in a Merging Galaxy Cluster, R. van Weeren et al., Science 23 september 2010