Галактическим скоплениям помогли сохранить массу

Эффект Сюняева — Зельдовича, с помощью которого масса галактических скоплений недавно чуть было не подверглась радикальному сокращению, не вполне точно интерпретируется, утверждает новое исследование.

Аня фон дер Линден (Anja von der Linden), астрофизик из Стэнфодского университета (США), используя телескоп «Субару» и телескоп «Канада — Франция — Гавайи», пришла к выводу, что данные «Планка» о нехватке массы в галактических скоплениях могут быть результатом неверной интерпретации информации, полученной этой космической обсерваторией.

Вскоре после Большого взрыва квантовые по своей природе флуктуации в плотности материи привели к образованию неоднородностей при распределении материи по Вселенной. Сегодня мы наблюдаем эти неоднородности в виде галактических скоплений (в одном из которых мы и сами живём). В каждое из них входят сотни и тысячи галактик, удерживаемых вместе гравитацией.

Однако, сравнивая данные о флуктуациях в распределении материи в ранней Вселенной и современных скоплениях, учёные, использовавшие информацию «Планка» по анизотропии реликтового излучения, пришли к выводу, что кластеры удерживаются вместе сильнее, чем должны бы, исходя из картины, видимой в юной Вселенной. Получалось, что около 40% массы скоплений галактик, обеспечивающей их удерживание, мы почему-то не видим.

Г-жа фон дер Линден с помощью пары наземных телескопов исследовала 22 галактических скопления, за которыми в своё время следил «Планк», и выяснила, что средняя масса скопления равна примерно квадриллиону масс Солнца, или тысяче масс нашей Галактики. Это на 43% выше данных по «Планку» — и расхождение требует объяснений.

По мнению учёного, разница может свидетельствовать о том, что оценки «Планка» интерпретировались с учётом эффекта Сюняева — Зельдовича — стандартного метода определения параметров галактических скоплений в сегодняшней астрономии.

О чём речь? Когда реликтовое излучение проходит через галактические скопления, оно может столкнуться с электронами облаков горячего газа. При столкновении фотонов с электронами их энергия может вырасти. Само по себе такое изменение энергии фотона мало о чём говорит, но, проанализировав общее воздействие галактического скопления на прошедшее через него реликтовое излучение, можно вывести массу всех галактик скопления.

Слева — определение масс скоплений галактик по эффекту Сюняева — Зельдовича; справа — по слабому гравилинзированию.

Группа Ани фон дер Линден подошла к проблеме иначе: учёные использовали слабое гравитационное линзирование галактическими скоплениями, что гарантирует более надёжную оценку масс последних. В итоге, согласно подсчёту, никакого расхождения между картиной реликтового изучения и массами галактических скоплений нет, просто метод Сюняева — Зельдовича по каким-то причинам оказался не совсем точным. «Мы думаем, что никакой проблемы нет», — подтверждает астрофизик.

В то же время нельзя не отметить, что расчёты по эффекту Сюняева — Зельдовича используются не только для вычислений массы скоплений галактик, но и при определении их размеров и считаются сравнительно методически отработанными. Если между их данными и результатами более точного гравилинзирования существуют такие расхождения, речь может идти о том, что взаимодействие реликтового излучения с горячим газом галактик происходит не вполне так, как это представлялось науке до сих пор.

Препринт отчёта об исследовании можно найти здесь.
Подготовлено по материалам Nature News.
Источник: compulenta.computerra.ru