Massiiviset galaktiset klusterit - jotka ovat suunnilleen suunnatut tasolle, joka on karkeasti kasvot kohti maata - voivat tuottaa voimakkaan painovoima-objektiivin. Useissa sellaisista klustereista tehdyissä tutkimuksissa on kuitenkin päätelty, että näillä klustereilla on taipumus linssiin liikaa - ainakin enemmän kuin niiden odotettavissa olevan massan perusteella ennustetaan.
Tunnetaan (joillekin alueella työskenteleville tutkijoille) ”liiallisen keskittymisen ongelmaksi”, ja se näyttää olevan ensi näkemältä puuttuvan massan tapaus. Mutta sen sijaan, että pelataan vain pimeän aineen korttia, tutkijat pyrkivät yksityiskohtaisempiin havaintoihin - jos vain muiden mahdollisten syiden poistamiseksi.
Sunyaev-Zel'dovich (SZ) -tehoste on uusi tapa skannata taivasta sellaisten massiivisten esineiden kuten galaktisten klustereiden suhteen, jotka vääristävät kosmista mikroaaltotaustaa (CMB) käänteisen Compton-sironnan kautta - jossa fotonit (tässä tapauksessa CMB-fotonit) ovat vuorovaikutuksessa. erittäin energiallisilla elektroneilla, jotka antavat energiaa fotoneille törmäyksen aikana, siirtäen protoneja lyhyemmälle aallonpituustaajuudelle.
SZ-vaikutus on suurelta osin riippumaton punaisesta siirtymästä - koska aloitat maailmankaikkein johdonmukaisimmin punaissiirtoisilla valoilla ja etsit kertaluonteista tapahtumaa, jolla olisi sama vaikutus siihen valoon riippumatta siitä tapahtuuko se lähellä tai kaukana pois. Joten CMB-aallonpituuksille herkillä laitteilla voit skannata koko taivaan - havaitsemalla sekä läheiset kohteet, jotka voivat olla suoraan havaittavissa optisissa, että erittäin kaukana olevat kohteet, jotka saattavat olla punaisesti siirretty radiospektriin.
SZ-efekti aiheuttaa CMB-vääristymiä luokkaa tuhannesosa Kelvinistä ja vaikutus vaatii todella massiivisia rakenteita - yksi galaksi ei riitä tuottamaan SZ-vaikutusta yksinään. Mutta kun se toimii - SZ-efekti tarjoaa menetelmän galaktisen klusterin massan mittaamiseksi - ja tekee sen tavalla, joka on aivan erilainen kuin painovoimaobjektiivi.
SZ-vaikutuksen uskotaan välittyvän klustereiden väliaineessa olevien elektronien välityksellä. Tämä tarkoittaa, että SZ-vaikutus johtuu yksinomaan baryonisesta aineesta, koska se on käänteisen Compton-vaikutuksen seuraus. Painovoimainen linssi on kuitenkin tulosta avaruus-ajan vääntymisestä - mikä johtuu osittain baryonisesta aineesta, mutta myös tummasta (so. Ei-baryonisesta) aineesta.
Gralla ym. Käyttivät Sunyaev-Zel’dovich-taulukkoa, kahdeksan 3,5 metrin radioteleskoopin ryhmää Kaliforniassa, tutkimaan 10 voimakkaasti linssivaa galaktiklusteria. He havaitsivat jatkuvan taipumuksen, että kunkin painovoiman linssin Einsteinin säde on noin kaksi kertaa kunkin klusterin massalle odotettu arvo, SZ: n vaikutuksesta määritettynä.
Einsteinin säde on Einsteinin renkaan koon mitta, joka muodostuisi, jos rypäle suuntautuisi tarkalleen tasolle, joka oli tarkalleen maan päällä - ja missä sinä, linssi ja kaukovalolähde, jota suurennetaan, olet kaikki suorassa näköyhteydessä. Voimakkaasti linssittävät galaksit ovat yleensä vain läheisessä läheisyydessä tämän geometrian kanssa, mutta niiden Einsteinin rengas ja säde (ja siten niiden massa) voidaan päätellä riittävän helposti.
Gralla ym. Huomauttavat, että tämä on meneillään, sillä se on vain vahvistanut muissa tutkimuksissa havaitun ylikuormitusongelman. He ehdottavat yhtä mahdollisuutta, että klusterien välisen väliaineen määrä voi olla odotettua pienempi - mikä tarkoittaa, että SZ-vaikutus aliarvioi klusterin todellista massaa.
Jos vaihtoehtoisesti se on pimeän aineen vaikutus, näissä klustereissa olisi enemmän tummaa ainetta kuin nykyinen kosmologian ”vakiomalli” (Lambda-Cold Dark Matter) ennustaa. Tutkijat näyttävät olevansa aikomus tehdä lisähavaintoja ennen kuin he menevät sinne.
Lisätietoja: Gralla et ai. Sunyaev Zel’dovichin voimakkaiden linssi-galaksi-klustereiden vaikutushavainnot: Koettaa ylikuormitusongelmaa.
Ja vain mielenkiintoisena, Einsteinin kirje objektiivista ja renkaista: Einstein, A (1936) Lens-like Action of the Star valon poikkeaman vaikutuksesta gravitaatiokentällä. Science 84 (2188): 506–507.
