ดาราศาสตร์ที่ไม่มีกล้องโทรทรรศน์ - ผ่านเลนส์มืดมิด

Pin
Send
Share
Send

กระจุกกาแลคซีขนาดใหญ่ซึ่งอยู่ในแนวระนาบที่เกะกะบนพื้นผิวโลกสามารถสร้างเลนซ์แรงโน้มถ่วงได้ อย่างไรก็ตามการสำรวจกลุ่มดังกล่าวหลายครั้งได้ข้อสรุปว่ากลุ่มเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะมีเลนส์มากเกินไป - อย่างน้อยก็มากกว่าที่คาดการณ์ไว้ตามมวลที่คาดไว้

เป็นที่รู้จัก (สำหรับนักวิจัยบางคนที่ทำงานในพื้นที่) ว่าเป็น 'ปัญหาที่มีสมาธิมากเกินไป' ดูเหมือนว่าจะเป็นกรณีเบื้องต้นที่มีมวลขาดหายไป แต่แทนที่จะเล่นไพ่สสารมืดนักวิจัยกำลังทำการสำรวจโดยละเอียดมากกว่านี้เพื่อขจัดสาเหตุที่เป็นไปได้อื่น ๆ

ผลกระทบ Sunyaev-Zel'dovich (SZ) เป็นวิธีใหม่ในการสแกนท้องฟ้าสำหรับวัตถุขนาดใหญ่เช่นกระจุกกาแลคซีซึ่งบิดเบือน Cosmic ไมโครเวฟ Background (CMB) ผ่านการกระจายแบบผกผัน Compton - ที่โฟตอน (ในกรณีนี้โฟตอน CMB) ด้วยอิเล็กตรอนที่ให้พลังงานซึ่งให้พลังงานแก่โฟตอนระหว่างการชนกันทำให้โปรตอนเปลี่ยนไปเป็นความถี่ความยาวคลื่นที่สั้นกว่า

เอฟเฟกต์ SZ ส่วนใหญ่เป็นอิสระจากการเปลี่ยนสีแดง - เนื่องจากคุณเริ่มต้นด้วยแสงสีแดงที่เปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องมากที่สุดในจักรวาลและกำลังมองหาเหตุการณ์แบบครั้งเดียวซึ่งจะมีผลเช่นเดียวกันกับแสงนั้นไม่ว่าจะเกิดขึ้นใกล้หรือไกล ไป ดังนั้นด้วยอุปกรณ์ที่มีความไวต่อความยาวคลื่น CMB คุณสามารถสแกนทั้งท้องฟ้า - ตรวจจับวัตถุใกล้เคียงทั้งสองซึ่งอาจสังเกตได้โดยตรงในออปติคอลรวมถึงวัตถุที่อยู่ไกลมากซึ่งอาจถูกเปลี่ยนเป็นสีแดงในสเปกตรัมคลื่นวิทยุ

ผลกระทบของ SZ ทำให้เกิดการบิดเบือน CMB ตามลำดับที่หนึ่งในพันของเคลวินและผลกระทบนั้นต้องการโครงสร้างที่มีขนาดใหญ่มากกาแลคซีเดี่ยวไม่เพียงพอที่จะสร้างเอฟเฟกต์ SZ ด้วยตัวมันเอง แต่เมื่อมันทำงาน - เอฟเฟกต์ SZ เสนอวิธีการวัดมวลของกระจุกกาแลคซี - และทำในลักษณะที่แตกต่างจากเลนส์ความโน้มถ่วง

คิดว่าเอฟเฟกต์ SZ จะต้องใช้ตัวกลางอิเล็คตรอนในตัวกลางระหว่างคลัสเตอร์ ซึ่งหมายความว่าเอฟเฟกต์ SZ เป็นผลมาจากสสารแบริออนเพียงอย่างเดียวเนื่องจากเป็นผลมาจากเอฟเฟกต์คอมป์ตัน อย่างไรก็ตามเลนส์แรงโน้มถ่วงเป็นผลมาจากการแปรปรวนของอวกาศ - เวลาซึ่งส่วนหนึ่งเป็นผลมาจากการมีสสารแบริออน แต่ยังมีสสารมืด (เช่นไม่มีแบริออน)

Gralla et al ใช้ Sunyaev-Zel’dovich Array ซึ่งเป็นกล้องโทรทรรศน์วิทยุขนาด 3.5 เมตรยาวแปดเมตรในแคลิฟอร์เนียเพื่อสำรวจ 10 กลุ่มเลนส์กาแลกติก พวกเขาพบแนวโน้มที่สอดคล้องกันสำหรับรัศมีไอน์สไตน์ของเลนส์ความโน้มถ่วงแต่ละอันจะมีค่าประมาณสองเท่าของมวลที่คาดไว้ซึ่งพิจารณาจากเอฟเฟกต์ SZ ของแต่ละกลุ่ม

รัศมีไอน์สไตน์เป็นมาตรวัดขนาดของวงแหวนไอน์สไตน์ที่จะเกิดขึ้นถ้ากระจุกนั้นอยู่ในแนวระนาบที่อยู่บนพื้นผิวโลกและตรงที่คุณเลนส์และแหล่งกำเนิดแสงที่ห่างไกลกำลังขยาย ทั้งหมดอยู่ในแนวเส้นตรง โดยทั่วไปแล้วกาแลคซีที่มีความแข็งแรงสูงจะใกล้เคียงกับเรขาคณิตนี้ แต่วงแหวนและรัศมี Einstein ของพวกมัน (และด้วยเหตุนี้มวลของพวกมัน) จึงสามารถอนุมานได้ง่ายพอ

Gralla et al โปรดทราบว่านี่เป็นงานที่กำลังดำเนินการอยู่ในตอนนี้เพียงแค่ยืนยันปัญหาความเข้มข้นเกินที่พบในการสำรวจอื่น ๆ พวกเขาแนะนำว่ามีความเป็นไปได้อย่างหนึ่งคือปริมาณของสื่อกลางระหว่างกลุ่มอาจน้อยกว่าที่คาดหมายซึ่งหมายความว่าเอฟเฟกต์ SZ กำลังประเมินมวลที่แท้จริงของคลัสเตอร์

หากอีกวิธีหนึ่งคือเอฟเฟกต์สสารมืดจะมีสสารมืดในกระจุกดาวเหล่านี้มากกว่า 'แบบจำลองมาตรฐาน' ในปัจจุบันสำหรับวิชาจักรวาลวิทยา (แลมบ์ดา - โคลด์สสารมืดเรื่อง) ทำนาย นักวิจัยดูเหมือนจะตั้งใจทำการสังเกตเพิ่มเติมก่อนที่จะไปที่นั่น

อ่านเพิ่มเติม: Gralla และคณะ Sunyaev Zel'dovich ผลการสังเกตการณ์ของกลุ่ม Galaxy Lensing ที่แข็งแกร่ง: การตรวจสอบปัญหาที่เกิดจากความเข้มข้นสูงเกินไป

และเพื่อความสนใจจดหมายของ Einstein เกี่ยวกับการทำเลนส์และวงแหวน: Einstein, A (1936) คล้ายกับการกระทำของดาวฤกษ์โดย Deviation of Light ในสนามแรงโน้มถ่วง วิทยาศาสตร์ 84 (2188): 506–507

Pin
Send
Share
Send