Billedkredit: ESO
Galaksehobe er meget store byggesten i universet. Disse gigantiske strukturer indeholder hundreder til tusinder af galakser og, mindre synlige, men lige så interessant, en ekstra mængde 'mørkt stof', hvis oprindelse stadig trodser astronomerne, med en samlet masse på tusinder af millioner af millioner gange vores Sols masse. Den forholdsvis nærliggende Coma-hob indeholder for eksempel tusindvis af galakser og måler mere end 20 millioner lysår på tværs. Et andet velkendt eksempel er Jomfruhoben i en afstand på omkring 50 millioner lysår, og stadig strækker sig over en vinkel på mere end 10 grader på himlen!
Galaksehobe dannes i de tætteste områder af universet. Som sådan sporer de perfekt rygraden i de store strukturer i universet, på samme måde som fyrtårne sporer en kystlinje. Studier af galaksehobe fortæller os derfor om strukturen af det enorme rum, vi lever i.
REFLEX-undersøgelsen
Efter denne idé, et europæisk hold af astronomer, under ledelse af Hans B?hringer (MPE, Garching, Tyskland), Luigi Guzzo (INAF, Milano, Italien), Chris A. Collins (JMU, Liverpool) og Peter Schuecker ( MPE, Garching) har påbegyndt et årti-langt studie af disse gigantiske strukturer i et forsøg på at lokalisere de mest massive galaksehobe.
Da omkring en femtedel af den optisk usynlige masse af en hob er i form af en diffus meget varm gas med en temperatur i størrelsesordenen adskillige titusinder af grader, producerer galaksehobe kraftig røntgenstråling. De opdages derfor bedst ved hjælp af røntgen-satellitter.
Til denne grundlæggende undersøgelse startede astronomerne således med at udvælge kandidatobjekter ved hjælp af data fra X-ray Sky Atlas udarbejdet af den tyske ROSAT-satellitundersøgelsesmission. Dette var kun begyndelsen - derefter fulgte en masse kedeligt arbejde: at lave den endelige identifikation af disse objekter i synligt lys og måle afstanden (dvs. rødforskydning) af klyngekandidaterne.
Bestemmelsen af rødforskydningen blev foretaget ved hjælp af observationer med flere teleskoper ved ESO La Silla Observatory i Chile, fra 1992 til 1999. De lysere objekter blev observeret med ESO 1,5-m og ESO/MPG 2,2-m teleskoperne, mens til de fjernere og svagere objekter blev ESO 3,6-m teleskopet brugt.
Udført ved disse teleskoper er det 12 år lange program kendt af astronomer som REFLEX (ROSAT-ESO Flux Limited X-ray) Cluster Survey. Det er nu afsluttet med udgivelsen af et unikt katalog med karakteristikaene for de 447 lyseste røntgenklynger af galakser på den sydlige himmel. Blandt disse blev mere end halvdelen af klyngerne opdaget under denne undersøgelse.
Begrænsning af mørkt stofindholdet
Galaksehobe er langt fra jævnt fordelt i universet. I stedet har de en tendens til at konglomere til endnu større strukturer, 'super-klynger'. Fra stjerner, der samles i galakser, galakser, der samles i hobe og hobe, der binder sammen i superhobe, viser universet strukturering på alle skalaer, fra de mindste til de største. Dette er et levn fra den meget tidlige (dannelses)epoke af universet, den såkaldte 'inflationære' periode. På det tidspunkt, kun en lille brøkdel af et sekund efter Big Bang, blev de små tæthedsudsving forstærket, og i løbet af æonerne fødte de de meget større strukturer.
På grund af forbindelsen mellem de første fluktuationer og de nu observerede kæmpestrukturer, giver det unikke REFLEX-katalog – det største af sin art – astronomer mulighed for at sætte betydelige begrænsninger på universets indhold, og især på mængden af mørkt stof, der er menes at gennemsyre den. Temmelig interessant er disse begrænsninger fuldstændig uafhængige af alle andre metoder, der hidtil er blevet brugt til at hævde eksistensen af mørkt stof, såsom studiet af meget fjerne supernovaer (se f.eks. ESO PR 21/98) eller analysen af den kosmiske mikrobølgebaggrund (f.eks. WMAP-satellitten). Faktisk er det nye REFLEX-studie meget komplementært til de ovennævnte metoder.
REFLEX-teamet konkluderer, at universets middeltæthed er i området 0,27 til 0,43 gange den 'kritiske tæthed', hvilket giver den stærkeste begrænsning for denne værdi indtil nu. Når det kombineres med det seneste supernova-studie, indebærer REFLEX-resultatet, at uanset hvilken natur den mørke energi er, så efterligner den et univers med Einsteins kosmologiske konstant.
Et kæmpe puslespil
REFLEX-kataloget vil også tjene mange andre nyttige formål. Med den vil astronomerne bedre kunne forstå de detaljerede processer, der bidrager til opvarmningen af gassen i disse klynger. Det vil også være muligt at studere virkningen af klyngens miljø på hver enkelt galakse. Desuden er kataloget et godt udgangspunkt for at lede efter gigantiske gravitationslinser, hvor en klynge fungerer som en gigantisk forstørrelseslinse, der effektivt tillader observationer af de svageste og fjerneste objekter, som ellers ville undslippe opdagelse med nutidens teleskoper.
Men, som Hans B?hringer siger: ”Den måske vigtigste fordel ved dette katalog er, at hver enkelt klynges egenskaber kan sammenlignes med hele prøven. Dette er hovedmålet med undersøgelser: at samle brikkerne i et gigantisk puslespil for at bygge den større udsigt, hvor hver enkelt brik så får en ny, mere omfattende betydning.'
Oprindelig kilde: ESO nyhedsmeddelelse