Кіріспе

Галактика шоғырларындағы ғаламдық микротолқындық фонның спектрлік бұзылуы Суняев–Зелдович эффектісі (Рашид Суняев және Яков Б. Зелдовичтің есімдерімен аталып, көбінесе SZ эффектісі деп қысқартылады) – бұл галактика шоғырларындағы жоғары энергиялы электрондардың кері Комтон шашырауы арқасында ғаламдық микротолқындық фонның (ҒМТ) спектрлік бұзылуы. Мұнда төмен энергиялы ҒМТ фотондары жоғары энергиялы шоғыр электрондарымен соқтығысқанда орташа энергияны арттырады. Ғаламдық микротолқындық фон спектрінің байқалатын бұрмаланулары ғаламдағы тығыздық өзгеруін анықтау үшін қолданылады. Суняев–Зелдович эффектісін қолдану арқылы галактикалардың тығыз шоғырлары байқалды.

Жылу әсерлері

КМЖ-ның көптеген жоғары энергиялы электрондардың әсерінен туындайтын бұрмалануы термикалық Суняев–Зелдович эффектісі деп аталады. Термиялық Суняев–Зелдович эффектісі ең көп галактикалар шоғырында зерттеледі. Суняев–Зелдович эффектісі мен рентген сәулелену деректерін салыстыру арқылы шоғырдың жылулық құрылымын зерттеуге болады, ал температура профилі белгілі болса, Суняев–Зелдович деректері шоғырдың бариондық массасын бақылау сызығы бойынша анықтауға қолданылады. Суняев–Зелдович және рентген деректерін салыстыру арқылы шоғырдың бұрыштық диаметрі арқылы Хаббл тұрақтысын анықтауға болады. Бұл жылулық бұрмалаулар суперкластерлерде де, жергілікті топтағы газдарда да өлшенуі мүмкін, бірақ олардың маңыздылығы төмен және анықтау қиынырақ. Суперкластерлерде әсер күшті емес (< 8 мкК), бірақ жеткілікті дәл құралдармен бұл бұрмалауды өлшеу ірі масштабты құрылымның қалыптасуына көз жеткізуге мүмкіндік береді. Жергілікті топтағы газдар да термиялық Суняев–Зелдович эффектісінің нәтижесінде КМЖ-да анизотропия тудыруы мүмкін, оны белгілі бір бұрыштық масштабтарда КМЖ өлшеу кезінде ескеру қажет. Бұл теңдеуді қолдану үшін жылулық және кинематикалық әсерлерді бөліп қарау керек. Көптеген галактика шоғырлары үшін бұл әсер салыстырмалы түрде әлсіз. Гравитациялық линзалауды пайдалану арқылы ерекше жылдамдық белгілі бір галактика шоғырының басқа жылдамдық компоненттерін анықтау үшін қолданылуы мүмкін. Байқаулар әсердің шағын амплитудасы және тәжірибелік қателіктермен, сондай-ақ КМЖ температурасының өзгешеліктерінің басқа көздерімен шатастыру мүмкіндігіне байланысты қиын. Галактика шоғырларынан туындаған SZ эффектісін қалыпты тығыздық бұзылысынан ажырату үшін, ғарыштық микротолқындық фонның ауытқуларының спектрлік және кеңістіктік тәуелділіктері қолданылады. Жоғары қызыл ығылымы бар шоғырларды анықтауды жеңілдететін фактор – бұрыштық масштаб пен қызыл ығылымы арасындағы қатынас: ол 0,3 және 2 қызыл ығылымы аралығында аз өзгереді, яғни осы ығылымдар арасындағы шоғырлар аспанда шамамен бірдей көлемде көрінеді. Суняев–Зелдович эффектісі арқылы анықталған шоғырларды зерттеудің космологиялық параметрлерді анықтаудағы қолданылуын Барбоса және авторлар (1996) көрсеткен. Бұл қараңғы энергияның динамикасын түсінуге көмектесуі мүмкін (Оңтүстік полюс телескобы, Атакама космология телескобы, Планк).

Байқаулар

1984 жылы Кембридж радиоастрономиялық тобы мен Оуэнс аңғары радио обсерваториясының зерттеушілері галактикалар шоғырындағы Суняев-Зелдович эффектін алғаш рет анықтады. Он жылдан кейін Райл телескопы Суняев-Зелдович эффектісі арқылы галактикалар шоғырының суретін алғаш рет түсірді. 1987 жылы Космикалық фонды зерттеуші (COBE) спутнигі КМЖ-ны бақылап, КМЖ-дағы анизотропиялар туралы дәлірек деректер берді, бұл Суняев-Зелдович эффектін дәлірек талдауға мүмкіндік берді. 2005 жылы алғашқы жарық көрген Суняев-Зелдович массиві де осы мақсатта қолданылды. 2012 жылы Атакама космология телескопы (ACT) кинематикалық SZ эффектін алғаш рет статистикалық түрде анықтады. 2012 жылы кинематикалық SZ эффектісі MACS J0717.5+3745 нысанында жеке тұңғыш рет анықталды. 2015 жылға қарай Оңтүстік полюс телескопы (SPT) Суняев-Зелдович эффектісін пайдаланып 415 галактика шоғырын тапты. Суняев-Зелдович эффектісі жүздеген галактика шоқтарын табуда маңызды құрал болып табылады және бола береді. OLIMPO шарлы телескопы сияқты жаңа тәжірибелер, Суняев-Зелдович эффектін нақты анықтау және аспанның белгілі бір аймақтарының толық картасын жасау үшін, нақты жиілік диапазондарында және аспанның белгілі бір бөліктерінде деректер жинауға тырысады.