Wetenschappers hebben een 'kosmische wijnstok' in het universum ontdekt

Er is meer verbondenheid binnen het universum dat je zou denken: in de afgelopen jaren hebben wetenschappers nieuwe technieken gebruikt om het “kosmische web” in kaart te brengen dat bestaat uit vervlochten strengen van gasstructuren (ook wel bekend als filamenten), die sterrenstelsels met elkaar verbinden. Nu heeft een team van onderzoekers een nieuwe “grootschalige structuur” in het universum ontdekt die ze de “Cosmic Vine” noemen, wat zoiets als “kosmische wijnstok” betekent.

De onderzoekers zijn afkomstig van verschillende universiteiten en instituties in Denemarken, Chili, het VK en Nederland. Ze publiceerden op 8 november een voorpublicatie van hun werk op de arXiv-server. Volgens het onderzoek werd de Cosmic Vine gespot nadat ze verzamelde data van de James Webb Space Telescope (JWST) hadden bestudeerd, het krachtigste instrument op aarde om naar de krochten van ruimte en tijd te turen. 

Volgens de onderzoekers is het een enorme “wijnstokachtige structuur” die 20 sterrenstelsels beslaat en zich over meer dan 13 miljoen lichtjaar uitstrekt. Het is ook oeroud: de onderzoekers hebben de roodverschuiving ingeschat op 3,44, wat betekent dat het in het vroege universum gesitueerd is. Roodverschuiving verwijst naar de manier waarop licht zich uitstrekt terwijl het door de tijd heen langere afstanden aflegt, en een hogere roodverschuiving wijst erop dat een object ouder is. Een roodverschuiving van 3,44 zou betekenen dat het licht van de Cosmic Vine al tussen de 11 en 12 miljard jaar onderweg was voor het de JWST bereikte. Het universum is ongeveer 13 miljard jaar oud. 

De ontdekking is opmerkelijk omdat het ons meer kan leren over hoe sterrenstelsels gevormd worden. Recent werk omtrent het kosmische web heeft onthuld dat filamentstructuren zelfs cruciaal zijn voor het leveren van de materialen die sterrenstelsels nodig hebben om te groeien – een eerder ontdekte filament werd door onderzoekers een “pijplijn” voor dit soort groei genoemd. De onderzoekers die de Cosmic Vine identificeerden schreven dat sterrenstelselclusters de “allergrootste gravitationeel gebonden structuren in het universum” zijn en dat het bestuderen van hun voorlopers “in het vroege universum fundamenteel is voor ons begrip van de formatie en evolutie van sterrenstelsels.” Het zou dus erg leerzaam kunnen zijn om de dynamieken van de Cosmic Vine en de daarin ingebedde sterrenstelsels te karakteriseren.

De Cosmic Vine roept echter meer vragen op dan dat-ie beantwoordt. De onderzoekers merken op dat onze momentopname van de Vine aanduidt dat deze nog steeds aan het groeien is, maar dat hij twee enorme rustende sterrenstelsels bevat, oftewel sterrenstelsels waarin geen sterren meer worden gevormd. Deze rustende sterrenstelsels bevinden zich niet in de kern van de ontwikkelende cluster, wat volgens sommige theorieën een vereiste is voor de stopzetting van stervorming. “Deze discrepantie zou mogelijk een uitdaging kunnen vormen voor de modellen van formatie van massieve sterrenstelsels,” schreven de auteurs. “Er is in de toekomst onderzoek nodig dat een grote steekproef met gerichte clustersimulaties vergelijkt om het probleem op te lossen.” 

“Wat is de oorzaak van al die stervormingen die zo vroeg in de kosmische tijd worden uitgeblust?” vragen de auteurs. Uit geobserveerde kenmerken van de sterrenstelsels wijst dat de boosdoener een geboortegolf van sterren is die wordt veroorzaakt door twee samensmeltende sterrenstelsels – stervorming vindt dan op zo’n hoog tempo plaats dat de beschikbare hulpbronnen snel opraken. Een andere verklaring zou de feedback van een supermassief zwart gat kunnen zijn dat in een van de sterrenstelsels is ingebed, ook wel bekend als Active Galactic Nucleus (AGN).

Tot er meer werk wordt verricht weten we het antwoord simpelweg niet. Naarmate onze kennis toeneemt, nemen ook de mysteries van het universum toe. 

Dit artikel verscheen oorspronkelijk op VICE UK.

Volg VICE België en VICE Nederland ook op Instagram.