Сканируя небо микроволнами, миссия Планка получила первые изображения скоплений галактик и обнаружила ранее неизвестный сверхскопление, которое является одним из крупнейших объектов во Вселенной. Сверхскопление оказывает влияние на космический микроволновый фон, и наблюдаемые искажения спектра CMB используются для обнаружения возмущений плотности во Вселенной, используя так называемый эффект Суньяева-Зельдовича (SZE). Это первый случай, когда сверхскопление было обнаружено с помощью SZE. Совместными усилиями космический аппарат XMM Newton подтвердил обнаружение в рентгеновских лучах.
Эффект Суньяева-Зельдовича (SZE) описывает изменение энергии, испытываемое фотонами CMB, когда они сталкиваются с скоплением галактик, когда они движутся к нам, в процессе, который запечатлевает отличительную подпись на самом CMB. SZE представляет собой уникальный инструмент для обнаружения скоплений галактик даже при большом красном смещении. Планк способен просматривать девять различных микроволновых частот (от 30 до 857 ГГц), чтобы удалить все источники загрязнения из CMB, и со временем предоставит то, что, как ожидается, станет самым четким изображением ранней Вселенной за всю историю.
«Когда ископаемые фотоны Большого взрыва пересекают Вселенную, они взаимодействуют с материей, с которой сталкиваются: например, при путешествии через галактический кластер фотоны CMB рассеивают свободные электроны, присутствующие в горячем газе, который заполняет кластер», сказала Набила Аганим из Institut d'Astrophysique Spatiale в Орсе, Франция, ведущая группа ученых-планков, исследующих кластеры SZE и вторичные анизотропии. «Эти столкновения перераспределяют частоты фотонов особым образом, что позволяет нам изолировать промежуточный кластер от сигнала CMB».
Поскольку горячие электроны в кластере намного более энергичны, чем фотоны CMB, взаимодействие между ними обычно приводит к рассеиванию фотонов до более высоких энергий. Это означает, что при взгляде на CMB в направлении скопления галактики наблюдается дефицит низкоэнергетических фотонов и избыток более энергичных.
Сигнал SZE от вновь открытого сверхскопления возникает из суммы сигналов от трех отдельных кластеров, с возможным дополнительным вкладом межкластерной нитевидной структуры. Это дает важные подсказки о распределении газа в очень больших масштабах, что, в свою очередь, также важно для отслеживания основного распределения темной материи.
«Наблюдения XMM-Ньютона показали, что один из возможных кластеров на самом деле является сверхскоплением, состоящим по крайней мере из трех отдельных массивных скоплений галактик, которые один Планк не мог бы решить», - сказала Моник Арно, возглавляющая группу Планка после источники с XMM-Ньютон.
«Это первый случай, когда сверхскопление было обнаружено через SZE», - сказал Аганим. «Это важное открытие открывает совершенно новое окно для сверхскоплений, которое дополняет наблюдения отдельных галактик в них».
Сверхскопления - это большие скопления групп и скоплений галактик, расположенные на пересечении листов и нитей в тонкой космической сети. Поскольку кластеры и сверхскопления отслеживают распределение светящейся и темной материи по всей Вселенной, их наблюдение имеет решающее значение для исследования того, как космические структуры формировались и развивались.
Первое исследование Planck по всему небу началось в середине августа 2009 года и было завершено в июне 2010 года. Planck продолжит собирать данные до конца 2011 года, в течение которого будет выполнено четыре сканирования всего неба.
Команда Planck в настоящее время анализирует данные первого обзора всего неба, чтобы определить как известные, так и новые скопления галактик для раннего каталога Суньяев-Зельдович, который будет выпущен в январе 2011 года.
Источник: ЕКА
