How big is Eridanussupervoid?

De Eridanussupervoid is een uitgestrekt gebied van de ruimte met minder sterrenstelsels dan gewoonlijk, te zien in de richting van het sterrenbeeld Eridanus. De supervoid is ruwweg 2 miljard lichtjaar breed, waarbij een lichtjaar de afstand is die licht in één jaar aflegt. Hij ligt op ongeveer 3 miljard lichtjaar van de Aarde, in dezelfde richting als een ongewoon koude vlek in het zwakke schijnsel dat is overgebleven van de oerknal.

Grootte

Een supervoid heeft geen scherpe rand. Astronomen bepalen de grootte aan de hand van de plek waar het aantal sterrenstelsels onder het gemiddelde zakt. In 2015 bracht een team onder leiding van István Szapudi van de Universiteit van Hawaï sterrenstelsels in dit deel van de hemel in kaart met de Pan-STARRS1-telescoop en de WISE-satelliet van NASA. Het team vond een gebied met ongeveer 14% minder materie dan gemiddeld.

In de aankondiging van het team werd de supervoid beschreven als 1,8 miljard lichtjaar breed. Hun artikel geeft de straal op als 220 megaparsec, plus of min 50, in eenheden die afhangen van hoe snel het heelal uitdijt. Een megaparsec is ongeveer 3,26 miljoen lichtjaar. Met de uitdijingssnelheid die de Plancksatelliet heeft gemeten, geeft die straal een breedte van ongeveer 2,1 miljard lichtjaar, ergens tussen 1,6 en 2,6 miljard.

Latere studies zijn het oneens over de vorm van de supervoid. Een studie uit 2016 vond dat de supervoid langs de zichtlijn is uitgerekt: ongeveer 1,9 miljard lichtjaar breed aan de hemel, maar ongeveer 4,8 miljard lichtjaar diep. Een onderzoek uit 2017, waarin afstanden van sterrenstelsels nauwkeuriger werden gemeten, vond in plaats daarvan meerdere kleinere leegtes langs dezelfde lijn. Tussen die leegtes liggen kleine gebieden met meer sterrenstelsels dan gemiddeld.

Groottevergelijkingen

De supervoid is ongeveer 20.000 keer zo breed als de schijf van de Melkweg, die ongeveer 100.000 lichtjaar breed is.
Als de Melkweg werd verkleind tot de grootte van een basketbal, ongeveer 24 centimeter breed, zou de supervoid ongeveer 4,8 kilometer breed zijn.
De supervoid is ongeveer twee keer de lengte van het Pisces-Cetus-superclustercomplex, de band van clusters van sterrenstelsels waartoe de Melkweg behoort, dat ongeveer 1 miljard lichtjaar lang is.
Het waarneembare heelal, het deel van de ruimte waarvan het licht de tijd heeft gehad om de Aarde te bereiken, is ongeveer 93 miljard lichtjaar breed. Dat is ongeveer 46 keer de breedte van de supervoid.
Gezien vanaf de Aarde beslaat de supervoid een stuk hemel van meer dan 30 graden breed, bijna 60 keer de breedte van de volle Maan.

De Koude Vlek

De kosmische microgolfachtergrond is het oudste licht in het heelal, vrijgekomen toen het heelal ongeveer 380.000 jaar oud was. Tegenwoordig is de temperatuur ervan ongeveer 2,7 graden boven het absolute nulpunt, in elke richting bijna gelijk. In 2004 vonden astronomen die kaarten van het ruimtevaartuig WMAP van NASA bestudeerden een groot gebied in Eridanus dat kouder was dan verwacht.

Het midden van deze Koude Vlek is, afhankelijk van hoe er wordt gemeten, ongeveer 70 tot 150 miljoenste van een graad kouder dan gemiddeld. De Plancksatelliet van de Europese ruimtevaartorganisatie ESA bevestigde in 2013 dat de vlek echt is en geen fout in de metingen.

Een supervoid kan licht kouder doen lijken. Als licht een leegte binnenkomt, verliest het licht een beetje energie. Omdat de uitdijing van het heelal versnelt, vlakt de leegte af terwijl het licht erdoorheen gaat, zodat het licht onderweg naar buiten niet alles terugwint wat het had verloren. Dit heet het geïntegreerde Sachs-Wolfe-effect.

Een open vraag

Het team uit 2015 opperde dat de supervoid de Koude Vlek zou kunnen verklaren. De studie uit 2016 schatte dat de langgerekte leegte het licht met slechts ongeveer 40 miljoenste van een graad zou afkoelen, niet genoeg om de vlek te verklaren.

Het onderzoek uit 2017 concludeerde dat de leegtes die het vond veel te klein waren om de Koude Vlek te verklaren. De auteurs opperden dat de vlek misschien juist stamt uit het zeer vroege heelal, en niet van leegtes tussen de vlek en de Aarde.