Massiivsed galaktilised klastrid - mis on orienteeritud umbkaudu Maa suhtes näoga tasapinnale - võivad tekitada tugeva gravitatsioonilise läätse. Mitmete selliste klastrite uuringute põhjal on jõutud järeldusele, et neil klastritel on läätsed liiga palju - vähemalt rohkem, kui nende eeldatava massi põhjal ennustatakse.
Tuntud (mõnele selles piirkonnas töötavale teadlasele) kui „liigse kontsentreerumise probleem”, näib, et see on prima facie puudujääva massi juhtum. Kuid selle asemel, et lihtsalt mängida tumeda aine kaarti, tegelevad teadlased üksikasjalikumate vaatlustega - kui ainult muude võimalike põhjuste kõrvaldamiseks.
Sunjajevi-Zel'dovitši (SZ) efekt on uudne viis taeva skannimiseks selliste massiivsete objektide jaoks nagu galaktilised klastrid, mis moonutavad kosmilise mikrolaine fooni (CMB) pöördkomposti hajutamise kaudu - kus footonid (antud juhul CMB footonid) interakteeruvad. väga pingestatud elektronidega, mis annavad kokkupõrke ajal footonitele energiat, nihutades prootoneid lühemale lainepikkuse sagedusele.
SZ-efekt on suuresti sõltumatu punasest nihkest - kuna alustate universumi kõige järjekindlamalt punaselt nihutatud valgusega ja otsite ühekordset sündmust, millel oleks sellele valgusele sama mõju, sõltumata sellest, kas see toimub lähedal või kaugel ära. CMB lainepikkustele tundlike seadmete abil saate skaneerida kogu taeva - tuvastada nii lähedasi objekte, mis võivad olla optiliselt otseselt jälgitavad, kui ka väga kaugeid objekte, mis võivad olla raadiospektrisse punaseks nihutatud.
SZ-efekt põhjustab CMB-i moonutusi suurusjärgus tuhat kümnendikku Kelvinist ja efekt nõuab tõesti tohutuid struktuure - ühest galaktikast ei piisa SZ-efekti tekitamiseks iseseisvalt. Kuid kui see töötab - SZ-efekt pakub meetodit galaktilise klastri massi mõõtmiseks - ja see toimib üsna erinevalt gravitatsiooniläätsedest.
Arvatakse, et SZ-efekti vahendavad klastritevahelises keskkonnas elektronid. See tähendab, et SZ-efekt on üksnes baryoonilise aine tagajärg, kuna see on pöördvõrdelise Comptoni efekti tagajärg. Gravitatsiooniläätsed on aga aegruumi väändumise tagajärg - mis on osaliselt tingitud baryoonilise aine, aga ka tumeda (st mittebaryonic) aine olemasolust.
Gralla jt kasutasid Californias asuva kaheksa 3,5-meetrise raadioteleskoobi massiivi Sunyaev-Zel’dovich Array, et uurida 10 tugevalt läätsega galaktilist klastrit. Nad leidsid, et iga gravitatsiooniläätse Einsteini raadius on püsiv kalduvus umbes kaks korda suurem kui kummagi klastri massi oodatav väärtus, mis on määratud SZ-efekti põhjal.
Einsteini raadius on Einsteini rõnga suurus, mis moodustuks, kui klaster oleks täpselt orienteeritud tasapinnal, mis oleks täpselt Maa poole - ja kus teie, lääts ja kaugem valgusallikas on suurendatav kõik otsejoones. Tugevalt läätsevad galaktikad on selle geomeetriaga üldjoontes ligilähedased, kuid nende Einsteini rõnga ja raadiuse (ning seega ka nende massi) saab piisavalt hõlpsalt järeldada.
Gralla jt märgivad, et tegemist on poolelioleva tööga, kinnitades praegu ainult teistes uuringutes leiduvat liigse kontsentratsiooni probleemi. Nad viitavad ühele võimalusele, et klastritevahelise keskkonna kogus võib olla oodatust väiksem - see tähendab, et SZ-efekt alahindab klastri tegelikku massi.
Kui alternatiivselt on tegemist tumeaine efektiga, leiduks neis klastrites rohkem tumeainet, kui praegune kosmoloogia „standardmudel” (Lambda-Cold Dark Matter) ennustab. Tundub, et teadlased kavatsevad enne sinna minemist teha täiendavaid vaatlusi.
Lisalugemist: Gralla jt. Sunyaev Zel’dovitši tugevate läätsega galaktikaklastrite efektivaatlused: liigse kontsentratsiooni probleemi proovilepanek.
Ja lihtsalt huvi pärast, Einsteini kiri objektiivide ja rõngaste kohta: Einstein, A (1936) tähe läätsesarnane toiming valguse kõrvalekalde järgi gravitatsiooniväljal. Teadus 84 (2188): 506–507.
