Масивні галактичні скупчення - орієнтовно орієнтовані на площину, яка знаходиться приблизно в напрямку до Землі - можуть генерувати сильне гравітаційне лінзування. Однак декілька обстежень таких кластерів дійшли висновку, що ці кластери мають занадто велику тенденцію до лінзування - принаймні більше, ніж прогнозується виходячи з їх очікуваної маси.
Відома (для деяких дослідників, що працюють в цьому районі) як "проблема перенапруження", це, здається, є випадком безперервного зникнення маси. Але замість того, щоб просто грати у карту темної матерії, дослідники ведуть більш детальні спостереження - хоч би лише усунути інші можливі причини.
Ефект Суньяєва-Зельдовича (SZ) - це новий спосіб сканування неба для масивних об'єктів, таких як галактичні кластери, які спотворюють космічний мікрохвильовий фон (CMB) за допомогою зворотного розсіювання Комптона - де фотони (в даному випадку фотони CMB) взаємодіють з дуже напруженими електронами, які передають енергію фотонам під час зіткнення, переміщуючи протони на меншу частоту довжини хвилі.
Ефект SZ багато в чому не залежить від червоного зсуву - оскільки ви починаєте з найбільш послідовно червоного зміщеного світла у Всесвіті і шукаєте одноразову подію, яка матиме однаковий вплив на це світло, будь то ближче чи далеко геть. Отже, використовуючи обладнання, чутливе до довжин хвиль CMB, ви можете сканувати все небо - виявляючи як близькі об'єкти, які можуть бути безпосередньо помітні в оптичному, так і дуже віддалені об'єкти, які, можливо, були перенесені в червоний спектр.
Ефект SZ спричиняє спотворення CMB в розмірі однієї тисячної частини Кельвіна, і для цього потрібні дійсно масивні структури - однієї галактики недостатньо для того, щоб генерувати ефект SZ самостійно. Але, коли це працює - ефект SZ пропонує метод вимірювання маси галактичного скупчення - і робить це таким чином, що зовсім відрізняється від гравітаційного лінзування.
Вважається, що ефект SZ опосередковується електронами в міжкластерному середовищі. Це означає, що ефект СЗ є виключно результатом баріонічної речовини, оскільки є наслідком зворотного ефекту Комптона. Однак гравітаційне лінзування є результатом викривлення простору-часу - що частково пояснюється наявністю баріонової речовини, але й темної (тобто небаріонової) речовини.
Ґралла та ін використовували масив Суняєва-Зельдовича, масив восьми 3,5-метрових радіотелескопів у Каліфорнії для обстеження 10 сильно лінзуючих галактичних кластерів. Вони виявили стійку тенденцію, що радіус Ейнштейна кожної гравітаційної лінзи буде приблизно вдвічі більшим за очікувану для маси, визначену за ефектом SZ, для кожного кластера.
Радіус Ейнштейна - це міра розміру кільця Ейнштейна, який би утворився, якби скупчення було точно орієнтоване в площині, що була точно обличчям до Землі - і де ви, збільшуючи об'єктив та віддалене джерело світла, є все в прямій зорі. Сильно об'єктивні галактики, як правило, лише в близькому наближенні до цієї геометрії, але їх кільце та радіус Ейнштейна (а отже, і їхня маса) можна зробити досить легко.
Ґралла та ін зазначають, що це незавершене виробництво, оскільки воно лише підтверджує проблему перевищення концентрації, виявлену в інших опитуваннях. Вони припускають, що одна з можливостей полягає в тому, що кількість міжкластерного середовища може бути меншим, ніж очікувалося - це означає, що ефект SZ недооцінює реальну масу кластера.
Якщо ж це ефект темної матерії, у цих кластерах буде більше темної речовини, ніж прогнозує діюча «стандартна модель» космології (Lambda-Cold Dark Matter). Здається, дослідники мають намір здійснити подальші спостереження, перш ніж вирушати туди.
Подальше читання: Gralla та ін. Суняєв Зельдович Ефекти спостереження сильних кластерних кластерних лінз: Зондування проблеми надконцентрації.
І лише для зацікавлення, лист Ейнштейна про лінзи та кільця: Ейнштейн, А (1936 р.) «Лінзоподібна дія зірки шляхом відхилення світла у гравітаційному полі». Science 84 (2188): 506–507.
