VI. Поиск скоплений галактик
Мы знаем очень мало скоплений галактик, если сравнивать с ожидаемыми модельными оценками. Их должно быть свыше ста тысяч, а мы сейчас знаем около двух тысяч. Где остальные?
Скопления галактик, их физические свойства и пространственное распределение используются для независимых оценок космологических параметров по нескольким направлениям. Например, для них строится двухточечная корреляционная функция, которая позволяет обнаружить выделенные масштабы, связанные с неоднородностями эволюционирующей плотности вещества в раннюю эпоху (этот механизм называют барионными или сахаровскими осцилляциями). По форме этой функции можно определить космологические параметры. По данным обзора BOSS, проводимого в рамках оптического Слоановского цифрового обзора неба (SDSS), измеренные космологические параметры совпадают с результатами космической миссии Planck с очень хорошей точностью. С другой стороны, по данным рентгеновских измерений параметров скоплений и применения их для космологии получаются значимые расхождения в определении параметров. Конечно, большинство исследователей придерживаются результатов не связанных между собой экспериментов Planck c измерениями реликтового излучения и BOSS с оптическими данными. Но различие с данными по SNIa нужно объяснять. Одно из основных направлений — собрать данные обо всех скоплениях и протоскоплениях галактик в видимой Вселенной.
У меня на компьютере терабайт данных космического эксперимента Planck, измеренных с точностью, которую на Земле не получить. Материала для исследований там хватит на много жизней вперед мне и тем, кто захочет с этими данными работать.
Сейчас я занимаюсь поиском скоплений галактик по эффекту Зельдовича — Сюняева в реликтовом излучении. Это эффект, связанный с изменением энергии фотона, когда он взаимодействует с энергичным электроном в скоплении галактик, отбирает у электрона энергию — это называется обратный Комптон-эффект — и переходит из миллиметрового диапазона в другой диапазон, субмиллиметровый. В одном диапазоне у нас не хватает фотонов в направлении на скопление галактик, а в другом больше.
Скопление галактик PLCK G004.5-19.5, открытое по эффекту Зельдовича
Это позволяет находить скопления галактик по неоднородностям микроволнового фона. Но в каких направлениях? Для этой цели мы используем положение радиогалактик, обнаруженных в радиоастрономических обзорах. Радиогалактики появляются за счет слияний галактик, когда в центре новой галактики зажигается квазар и образуются струи плазмы. Такой объект становится сильным радиоисточником и указывает на повышенную плотность материи в пространстве — потенциальное местоположение скоплений галактик. Остается проверить наличие эффекта Зельдовича — Сюняева в этом месте на многочастотных картах реликтового излучения. Таким образом можно находить кандидатов в скопления галактик.