8.3 Clusters van melkwegstelsels

Studies van clusters van melkwegstelsels (zie 2) leiden in versterkte mate tot dezelfde conclusie als die van rotatiekrommes van melkwegstelsels: de meeste materie in het heelal is niet te zien. Als voorbeeld bekijken we het geval van de Coma cluster (zie 2.8).

De 1000 zichtbare melkwegstelsels van deze cluster hebben karakteristieke radiële snelheden ten opzichte van de gemiddelde snelheid van de cluster als geheel van zo'n 1000 km/s. De straal van de cluster is zo'n 3 Mpc. We kunnen nu ruw de massa van de cluster schatten door voor de karakteristieke snelheid in een zwaartekrachtveld weer te gebruiken . Het antwoord is M.

Dit is wel een erg ruwe schatting. We vergeten hier bijvoorbeeld dat we alleen de radiële snelheden kunnen meten, dus langs de gezichtslijn, dat de zwaartekracht zal variëren met de afstand tot het centrum van de cluster, dat de snelheden van de melkwegstelsels allemaal van elkaar verschillen, dat ze niet allemaal even ver van het centrum zitten, etc. Een meer zorgvuldige schatting, die gebruik maakt van het viriaaltheorema uit de statistische mechanica, levert een getal op dat driemaal zo groot is.

De zichtbare massa van de Coma cluster, in de vorm van melkwegstelsels, is 10 M. De meeste massa (99%) ``ontbreekt'' dus. Ook het hete diffuse gas in de cluster, waarvan de massa via zijn röntgenstraling kan worden gemeten, kan deze discrepantie niet verklaren: het heeft een massa van op zijn hoogst 10 M. De metingen aan de beweging van melkwegstelsels in clusters leveren dus hetzelfde resultaat op als die aan sterren in melkwegstelsels: er is veel meer zwaartekracht dan uit de zichtbare massa verklaard kan worden.


[INDEX]