5482
4
14 декабря 2013 18:09:45
Массивное галактическое скопление не оправдало прогнозы ученых
Наблюдая за высокоскоростным компонентом массивного галактического скопления, ученые Технологического Института Калифорнии и Лаборатории Реактивного Движения впервые обнаружили в индивидуальном объекте кинетический эффект Сюняева-Зельдовича – изменение интенсивности радиоизлучения реликтового фона из-за обратного эффекта Комптона на горячих электронах межзвёздного и межгалактического газа.
MACS J0717.5+3745 - это необыкновенно динамичное галактическое скопление, общая масса которого более чем в миллион миллиардов раз больше массы нашей галактики. Считается, что в нем содержатся три относительно неподвижных подгруппы (A, C, и D) и одна подгруппа (B), которую затягивает в себя галактическое скопление большего размера, - она движется со скоростью около 3000 километров в секунду.
За галактическим скоплением наблюдали группы ученых, которыми руководил Сунил Голвала (Sunil Golwala), профессор физики в Институте Калифорнии и директор Субмиллиметровой Обсерватории Технологического Института Калифорнии на Гавайях. Субкластер B наблюдали в то время, когда он впервые начал падать в MACS J0717.5+3745. Его кинетический момент временно проносит его через центр галактического скопления, однако сильное притяжение MACS J0717.5+3745 обратно притягивает субкластер B обратно. В конце концов, субкластер В должен локализоваться с другими стационарными субкластерами - A, C, и D.
Поведение субкластера B отлично вписывает в стандартную космологическую модель. Однако детали наблюдения за MACS J0717.5+3745 в разных спектрах озадачивают ученых, объяснить их можно только, анализируя данные при помощи теории, которая называется кинетическим эффектом Сюняева-Зельдовича.
Этот эффект часто подтверждался данными наблюдений с начала 1980-х, поэтому не было сюрпризом обнаружить его во время наблюдений за MACS J0717.5+3745. Однако, недавнее исследование позволило получить и весьма неожиданные результаты. Ученые наблюдали за скоплением при помощи прибора Субмиллиметровой Обсерватории, который измеряет микроволновое излучение на двух частотах: 140 GHz и 268 GHz. Простым экстраполированием, измерения на частоте 140 GHz можно использовать для того, чтобы предсказать, какими будут измерения на частоте 268 GHz, принимая во внимание термальный эффект Сюняева-Зельдовича.
Однако наблюдения за субкластером B на частоте 268 GHz удивили ученых. Пытаясь объяснить это расхождение, ученые постоянно обращались к высокой скорости движения субкластера В относительно остальной части скопления. Затем они решили подсчитать, может ли кинетический эффект Сюняева-Зельдовича объяснить расхождение данных на частоте 140 GHz и 268 GHz. Так и случилось. Для того, чтобы окончательно доказать это, сигналы из пыльных галактик за MACS J0717.5+3745 тоже нужно было учитывать, что было сделано при помощи использования данных, полученных на высоких частотах Космической Обсерваторией Гершеля (Herschel Space Observatory). Модель, в которой учитывались два эффекта Сюняева-Зельдовича и пыльные галактики, абсолютно совпадала с данными наблюдений.
Кинетический эффект Сюняева-Зельдовича, так же, как и термальный эффект, появляется в результате взаимодействия очень горячих энергетически заряженных электронов в газе внутрикластерного пространства с фотонами реликтового излучения. Однако, в кинетическом эффекте, на фотоны действует не тепло электронов, которое дает случайное, нескоординированное движение, но их взаимосвязанное движение, вызванное движением их субкластера через космическое пространство. Сила этого эффекта пропорциональна скорости электронов – в этом случае, скорости субкластера В.
До этого исследования MACS J0717.5+3745, самое лучшее подтверждение кинетического эффекта Сюняева-Зельдовича было получено в результате статистического анализа большого количества галактик и галактических скопления, которые были обнаружены Атакамским Космологическим Телескопом и Слоановским Цифровым Небесным Обзором. Впервые этот эффект удалось обнаружить в отдельном объекте.
(Добавил: alexandrash)
Читайте AstroNews в Яндекс.Дзен
к последнему комментарию
