Het kosmisch web is eindelijk te zien

Een visueel huzarenstukje is het, dit kosmisch web. Voor het eerst kunnen astronomen ernaar kijken. Foto S. Cantalupo

Voor het eerst hebben astronomen rechtstreeks naar het ‘kosmische web’ kunnen kijken. Ze hadden het geluk dat een verre lichtbron een stukje draad van dat web bescheen en het zo liet oplichten.

Dat schrijven die astronomen, van de universiteit van Californië en van het Max Planckinstituut voor Astronomie in Heidelberg, in de online editie van Nature (19 januari). Ze voegen foto’s bij van een verre, opgloeiende sliert gas die zich, zo schrijven zij verder, over een afstand van 2 miljoen lichtjaar uitstrekt in de lege ruimte tussen de sterren. De sliert, op tien miljard lichtjaar van de aarde, zou een klein stukje zijn van het gigantische kosmische web waarmee de kosmos doorweven is.

Tot nu toe waren er vooral indirecte aanwijzingen voor zo’n kosmisch web dat structuur geeft aan het heelal. Astronomen leidden het bestaan ervanaf uit de waarneming dat sterrenstelsels niet willekeurig over het heelal gesprenkeld zijn. In plaats daarvan zijn ze gerangschikt in clusters die samen weer ‘superclusters’ vormen.

Zo doemen op steeds grotere schalen structuren op die een onderliggend, onzichtbaar web doen vermoeden: met lange onzichtbare draden en knooppunten, en waarin alleen de sterrenstelsels oplichten, als talrijke vastgekleefde vuurvliegen.

Daarnaast duikt het kosmische web op in computersimulaties die de evolutie van het heelal sinds de oerknal nabootsen. Zulke simulaties laten zien hoe materie – de zichtbare materie die we kennen en vooral ook de geheimzinnige donkere materie – in de loop van miljarden jaren is samengetrokken en zich in structuren heeft georganiseerd. Zoals in dat kosmische web dat voor 84 procent bestaat uit die nog onbekende en onzichtbare donkere materie, en voor 16 procent uit ijl gas dat naar de donkere-materiedraden is gestroomd.

Juist dat ijle gas, waterstofgas, is nu door het team astronomen op de ‘foto’ gezet. Met de grote Keck-1-telescoop (diameter 10 meter) op Hawaii legde het team vast hoe het gas opgloeide, toen een verre quasar (een actief zwart gat dat evenveel energie uitstraalt als honderd Melkwegstelsels) het als een felle zaklamp bescheen.

Onder invloed van die intense straling zond het fluorescerende waterstofgas eigenlijk hard ultraviolet licht uit. Dat is onzichtbaar voor het menselijk oog. Maar tijdens de tien miljard jaar durende reis naar de aarde (over die afstand van tien miljard lichtjaar) rekte dat uv-licht met het uitdijende heelal mee op tot de langere golflengtes van zichtbaar blauw licht. Zo ontstond een foto van een blauwe structuur – met vertakkingen.

De astronomen legden die wat wriemelige structuur naast de computersimulatie van het kosmische web en vonden inderdaad grote gelijkenis. Mooi is verder, zo schrijven zij, dat de afstand tussen de quasar en de draad (‘het filament’, noemen zij het) relatief groot is. Zo kon het licht van de quasar eerst uitwaaieren en daarna een betrekkelijk lang stuk draad beschijnen. En dat sluit in één klap weer uit dat het beschenen gas op één of andere manier toch gewoon van de quasar zelf afkomstig is: daarvoor is de waargenomen draad te lang en bevat hij te veel gas.

Niet alles klopt. De waargenomen hoeveelheid waterstofgas in het stuk draad is aanzienlijk groter (tot een factor tien) dan de in de simulatie berekende hoeveelheid. Misschien verdeelt het gas zich niet gelijkmatig over het web, maar ontstaan er ook ‘klonten’ waarin zich meer gas ophoopt, vermoeden de astronomen.

En ja, wie weet duiken er nog vaker van die verre quasarzaklampen op die het spookachtige web in de kosmos beschijnen – en er meer over leren.