Im Jahr 1969 erkannten die Astrophysiker Rashid Sunyaev und Yakov Zel’dovich, dass die damals neu entdeckte kosmische Mikrowellenhintergundstrahlung durch heißes kosmisches Gas verzerrt werden würde. Heiße Elektronen im intergalaktischen Medium streuen Licht bevorzugt in eine Richtung, was eine Helligkeitsveränderung der kosmischen Mikrowellenhintergrundstrahlung in Richtung von Galaxienhaufen hervorruft, wo reichlich Elektronen vorhanden sein sollten. Sie zeigten, dass der Effekt die großräumige Struktur des Universums, die Natur der kosmischen Mikrowellenhintergrundstrahlung, kosmologische Parameter wie die Hubble-Konstante und physikalische Bedingungen in den Galaxienhaufen offenbaren würde.
Der Effekt ist jetzt als Sunyaev-Zel’dovich-Effekt bekannt und wurde nach langer Suche erstmals im Jahr 1978 entdeckt. Sowohl weltraum- als auch bodenbasierte Instrumente, darunter der Planck-Satellit, das South Pole Telescope (SPT) und andere, haben neue Galaxienhaufenkataloge veröffentlicht, die mittels des Sunyaev-Zel’dovich-Effekts ausgewählt wurden.
Die CfA-Astronomen Matt Ashby, Matt Bayliss, Richard Foley, Christine Jones, Steve Murray, Brian Stalder, Tony Stark und Alexey Vikhlinin waren Teil eines großen Teams, welches das South Pole Telescope nutzte, um die Signaturen des Sunyaev-Zel’dovich-Effekts von 46 im Röntgenbereich ausgewählten Galaxiengruppen und -haufen zu untersuchen. Die Röntgenbeobachtungen gehören zu den bislang empfindlichsten, die jemals für die Suche nach Galaxienhaufen verwendet wurden. Der entfernteste der bisher entdeckten Galaxienhaufen stammt aus einer kosmischen Epoche sechs Milliarden Jahre nach dem Urknall.
Das Team vermeldet eine sehr gute Übereinstimmungen zwischen den von ihnen gemessenen kosmologischen Parametern und den von anderen Quellen berichteten Ergebnissen, insbesondere den neuesten Ergebnisse des Planck-Satelliten über die kosmische Mikrowellenhintergrundstrahlung. Die Übereinstimmung ist allerdings nicht perfekt: Das Team berichtet von einer unerwartet schwachen Signatur des Sunyaev-Zel’dovich-Effekts bei weniger massereichen Galaxienhaufen. Obwohl die Forscher mehrere potenzielle Kontaminationsquellen maßen und identifizierten, kann für die Diskrepanz keine einfache plausible Erklärung gefunden werden.
Sie schlagen eine Möglichkeit vor: Staub in den Galaxienhaufen schwächt die Signatur des Sunyaev-Zel’dovich-Effekts. Bis jetzt ist der Grund unbekannt – dieses Rätsel wird in nachfolgenden, tieferen und empfindlicheren Beobachtungen des Sunyaev-Zel’dovich-Effekts angegangen, die mit dem South Pole Telescope geplant sind.
Abhandlung: “Analysis of Sunyaev-Zel’dovich Effect Mass–Observable Relations Using South Pole Telescope Observations of an X-ray Selected Sample of Low-Mass Galaxy Clusters and Groups” von J. Liu et al., MNRAS, 448, 2085, 2015
Quelle: https://www.cfa.harvard.edu/news/su201511
(THK)
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