Kabaca Dünya'ya dönük bir düzlemde yönlendirilen büyük galaktik kümeler güçlü yerçekimi mercekleri oluşturabilir. Bununla birlikte, bu tür kümelerin birçok araştırması, bu kümelerin çok fazla lens oluşturma eğilimi olduğu sonucuna varmıştır - en azından beklenen kütlelerine dayanarak tahmin edilenden daha fazla.
(Bölgede çalışan bazı araştırmacılar için) 'aşırı konsantrasyon sorunu' olarak bilinen bu, kitlesel bir prima facie vakası gibi görünmektedir. Ancak araştırmacılar sadece karanlık madde kartını oynamak yerine, sadece diğer olası nedenleri ortadan kaldırmak için daha ayrıntılı gözlemler yapıyorlar.
Sunyaev-Zel'dovich (SZ) efekti, gökyüzünü galaktik kümeler gibi devasa nesneler için taramanın yeni bir yoludur - kozmik Mikrodalga Arka Planını (CMB) ters Compton saçılması yoluyla bozar - burada fotonlar (bu durumda, CMB fotonları) etkileşir çarpışma sırasında fotonlara enerji veren çok enerjili elektronlar ile protonları daha kısa dalga boyu frekansına kaydırır.
SZ efekti, kırmızı kaymadan büyük ölçüde bağımsızdır - çünkü evrendeki en tutarlı kırmızıya kaymış ışıkla başlarsınız ve yakın ya da uzak olsa da o ışık üzerinde aynı etkiye sahip olacak bir kerelik bir etkinlik arıyorsunuz. uzakta. Böylece, CMB dalga boylarına duyarlı ekipmanlarla, tüm gökyüzünü tarayabilirsiniz - hem optikte doğrudan gözlemlenebilecek yakın nesneleri hem de radyo spektrumuna kırmızıya kaymış olabilecek çok uzak nesneleri tespit edebilirsiniz.
SZ etkisi, bir Kelvin'in binde biri kadar SPK bozulmalarına neden olur ve etki gerçekten büyük yapılar gerektirir - tek bir galaksi, SZ etkisini tek başına oluşturmak için yeterli değildir. Ancak, çalıştığında - SZ efekti, galaktik bir kümenin kütlesini ölçmek için bir yöntem sunar ve bunu yerçekimi lensinden oldukça farklı bir şekilde yapar.
SZ etkisine, kümeler arası ortamdaki elektronlar aracılık ettiği düşünülmektedir. Bu, SZ etkisinin sadece baryonik maddenin bir sonucu olduğu anlamına gelir, çünkü ters Compton etkisinin bir sonucudur. Bununla birlikte, yerçekimi mercekleme, kısmen baryonik maddenin varlığından, aynı zamanda karanlık (yani baryonik olmayan) maddenin neden olduğu uzay-zamanın bükülmesinin sonucudur.
Gralla ve arkadaşları Kaliforniya'daki sekiz adet 3,5 metrelik radyo teleskopu dizisi olan Sunyaev-Zel’dovich Array'ı kullanarak 10 galaktik kümeyi kuvvetle mercek altına alarak araştırma yaptı. Her bir yerçekimi merceğinin Einstein yarıçapının, her bir kümenin SZ etkisinden belirlenen kütle için beklenen değerin yaklaşık iki katı olduğu yönünde tutarlı bir eğilim buldular.
Einstein yarıçapı, bir küme tam olarak Dünya'ya dönük bir düzlemde tam olarak yönlendirildiyse ve mercek ve uzak ışık kaynağının büyütüldüğü yerde oluşacak Einstein halkasının boyutunun bir ölçüsüdür. hepsi düz bir görüş çizgisinde. Güçlü mercek gökadaları genellikle sadece bu geometriye çok yakındır, ancak Einstein halkaları ve yarıçapları (ve dolayısıyla kütleleri) yeterince kolayca çıkarılabilir.
Gralla ve ark., Bunun devam etmekte olan çalışma olduğunu, şimdilik sadece diğer araştırmalarda bulunan aşırı konsantrasyon problemini doğruladığını belirtiyorlar. Bir olasılığın, kümeler arası ortam miktarının beklenenden daha az olabileceğini önermektedir - bu, SZ etkisinin kümenin gerçek kütlesini hafife aldığı anlamına gelir.
Alternatif olarak, bu bir karanlık madde etkisiyse, bu kümelerde kozmoloji (Lambda-Soğuk Karanlık Madde) için öngörülen “standart model” den daha fazla karanlık madde olacaktır. Araştırmacılar oraya gitmeden önce daha fazla gözlem yapmaya niyetli görünüyorlar.
Daha fazla okuma: Gralla ve diğ. Sunyaev Zel’dovich Güçlü Lensli Gökada Kümelerinin Etkisi Gözlemleri: Aşırı Konsantrasyon Sorunu'nu Araştırma.
Ve sadece ilgi için, Einstein’ın mercek ve halka mektubu: Einstein, A (1936) Kütleçekim Alanındaki Işığın Sapmasıyla Bir Yıldızın Mercek Benzeri Eylemi. Science 84 (2188): 506-507.
