Clusterele galactice masive - care sunt aproximativ orientate într-un plan care este aproximativ față-n jos pe Pământ - pot genera lentile gravitaționale puternice. Cu toate acestea, mai multe sondaje asupra unor astfel de clustere au ajuns la concluzia că aceste grupuri au tendința de a face prea mult lentile - cel puțin mai mult decât este prevăzut în funcție de masa lor preconizată.
Cunoscută (pentru unii cercetători care lucrează în zonă) drept „problema supra-concentrării”, se pare că este un caz prima facie de masă dispărută. Dar mai degrabă decât să joace cartea materiei întunecate, cercetătorii urmăresc observații mai detaliate - dacă nu numai pentru a elimina alte cauze posibile.
Efectul Sunyaev-Zel'dovich (SZ) este un mod inedit de a scana cerul pentru obiecte masive precum clusterele galactice - care distorsionează fundalul cu microunde cosmic (CMB) prin împrăștierea Compton inversă - unde fotonii (în acest caz, fotonii CMB) interacționează cu electroni foarte energizați, care transmit energie fotonilor în timpul unei coliziuni, mutând protonii la o frecvență de undă mai scurtă.
Efectul SZ este în mare măsură independent de deplasarea roșie - deoarece începeți cu cea mai constantă lumină deplasată în roșu din univers și căutați un eveniment unic care să aibă același efect asupra acelei lumi, indiferent dacă se întâmplă de aproape sau de departe departe. Așadar, cu echipamente sensibile la lungimile de undă CMB, puteți scana întregul cer - detectând atât obiecte apropiate, care pot fi observate direct în optică, cât și obiecte foarte îndepărtate, care ar putea fi transferate în spectrul radio.
Efectul SZ provoacă distorsiuni CMB de ordinul unei miiimi dintr-un Kelvin și efectul necesită structuri cu adevărat masive - o singură galaxie nu este suficientă pentru a genera efectul SZ de la sine. Dar, atunci când funcționează - efectul SZ oferă o metodă pentru a măsura masa unui grup galactic - și o face într-un mod care este cu totul diferit de obiectivul gravitațional.
Efectul SZ este considerat a fi mediat de electroni în mediul inter-cluster. Aceasta înseamnă că efectul SZ este doar rezultatul materiei baryonice, deoarece este o consecință a efectului invers Compton. Totuși, obiectivarea gravitațională este rezultatul deformării spațiului-timp - care se datorează parțial prezenței materiei baryonice, dar și a materiei întunecate (adică non-barionic).
Gralla și colab. Au utilizat Array-ul Sunyaev-Zel’dovich, o serie de opt telescoape radio de 3,5 metri din California, pentru a analiza 10 grupuri galactice cu lentile puternice. Ei au descoperit o tendință consistentă pentru ca raza Einstein a fiecărei lentile gravitaționale să fie în jur de două ori mai mare decât valoarea preconizată pentru masă, determinată din efectul SZ, al fiecărui grup.
Raza Einstein este o măsură a mărimii inelului Einstein care s-ar forma dacă un cluster ar fi fost orientat exact într-un plan care era exact față pe Pământ - și în care tu, obiectivul și sursa de lumină îndepărtată fiind mărite, ești. toate într-o linie dreaptă de vedere. Galaxiile puternic cu lentilă sunt, în general, doar în apropiere aproape de această geometrie, dar inelul și raza lor Einstein (și, prin urmare, masa lor) pot fi deduse destul de ușor.
Gralla și colab. Remarcă faptul că aceasta este lucrarea în curs, confirmând deocamdată problema supra-concentrării găsită în alte sondaje. Ei sugerează că o posibilitate este ca cantitatea de mediu inter-cluster să fie mai mică decât se aștepta - ceea ce înseamnă că efectul SZ subestimează masa reală a clusterului.
Dacă, alternativ, este un efect de materie întunecată, ar exista mai multe materii întunecate în aceste grupuri decât prevede „modelul standard” actual pentru cosmologie (Lambda-Cold Dark Matter). Cercetătorii par intenționați să întreprindă alte observații înainte de a merge acolo.
Citire ulterioară: Gralla și colab. Efectul Sunyaev Zel’dovich Observații ale clusterelor puternice ale galaxiei cu lentile puternice: probarea problemei de supra-concentrare.
Și doar pentru interes, scrisoarea lui Einstein despre lentile și inele: Einstein, A (1936) Acțiune asemănătoare obiectivului unei stele prin devierea luminii în câmpul gravitațional. Știința 84 (2188): 506–507.
