Sunyaev – Zeldovichův efekt - Sunyaev–Zeldovich effect - Wikipedia

Část série na
Fyzická kosmologie
Velký třesk  · Vesmír Věk vesmíru Chronologie vesmíru
Časný vesmír Planckova epocha Velká epocha sjednocení Elektroslabá epocha Epocha kvarku Hadronová epocha Leptonova epocha Fotonová epocha Nukleosyntéza velkého třesku Inflace Temné věky Stelliferous Era Pozadí Kosmické záření pozadí (CBR) Gravitační vlna pozadí (GWB) Kosmické mikrovlnné pozadí (CMB)  · Kosmické neutrinové pozadí (CNB) Kosmické infračervené pozadí (INB)
Expanze· Budoucnost Hubbleův zákon  · Rudý posuv Expanze vesmíru Urychlování rozpínání vesmíru Náročné a správné vzdálenosti FLRW metrický  · Friedmannovy rovnice Nehomogenní kosmologie Budoucnost rozpínajícího se vesmíru Konečný osud vesmíru Tepelná smrt vesmíru Big Rip Velká krize Big Bounce
Součásti· Struktura Součásti Model Lambda-CDM Baryonická hmota Exotická hmota Energie Negativní energie Energie nulového bodu Vakuová energie Záření Radiace na pozadí Temná energie Kvintesence Fantomová energie Temná hmota Studená temná hmota Teplá temná hmota Smíšená temná hmota Horká temná hmota Světlá temná hmota Samočinně působící temná hmota Skalární pole temné hmoty Tmavé záření Tmavá tekutina Zrcadlová hmota Struktura Tvar vesmíru Reionizace  · Tvorba struktury Tvorba galaxií Velkoplošná struktura Velká skupina kvasarů Galaxy vlákno Nadkupa Kupa galaxií Skupina galaxií Místní skupina Galaxie Temná hmota halo Hvězdokupa Sluneční Soustava Planetární systém Neplatné
Experimenty Bumerang Průzkumník kosmického pozadí (COBE) Průzkum temné energie Euklid Projekt Illustris Hvězdárna Vera C. Rubina Planckova vesmírná observatoř Průzkum digitálního nebe Sloan (SDSS) Průzkum 2dF Galaxy Redshift („2dF“) Vesmír stroj Wilkinsonova mikrovlnná anizotropie Sonda (WMAP)
Vědci Aaronsone Alfvén Alpher Bharadwaj Copernicus de Sitter Dicke Eddington Ehlers Einstein Ellis Friedmann Galileo Gamow Guth Hubble Lemaître Linde Mather Newton Penzias Vtírat Schmidt Schwarzschild Smoot Starobinsky Steinhardt Suntzeff Sunyaev Tolman Wilson Zeldovich
Historie předmětu Objev kosmické mikrovlnné trouby záření na pozadí Historie teorie velkého třesku Náboženské interpretace teorie velkého třesku Časová osa kosmologických teorií
Kategorie  Astronomický portál

The Sunyaev – Zeldovichův efekt (pojmenoval podle Rashid Sunyaev a Jakov B. Zeldovich a často zkráceně jako SZ efekt) je zkreslení kosmické mikrovlnné záření na pozadí (CMB) až inverzní Comptonův rozptyl vysokou energií elektrony v kupách galaxií, ve kterých je nízkoenergetický CMB fotony obdrží průměrnou energii při kolizi s vysokoenergetickými elektrony klastru. Pozorovaná narušení kosmické mikrovlnné pozadí spektrum se používá k detekci narušení hustoty ve vesmíru. Pomocí efektu Sunyaev – Zeldovich, hustý shluky galaxií byly pozorovány.

Přehled

Efekt Sunyaev – Zeldovich lze rozdělit na:

• Tepelný efekty, kde fotony CMB interagují s elektrony, které mají díky své teplotě vysokou energii
• Kinematický efekty, efekt druhého řádu, kdy fotony CMB interagují s elektrony, které mají díky svému hromadnému pohybu vysoké energie (také nazývané Ostriker – Vishniacův efekt, po Jeremiah P. Ostriker a Ethan Vishniac.^[1])
• polarizace

Rashid Sunyaev a Jakov Zeldovič předpověděl účinek a provedl výzkum v letech 1969, 1972 a 1980. Sunyaev – Zeldovichův efekt má zásadní význam astrofyzikální a kosmologický zájem. Může pomoci určit hodnotu souboru Hubbleova konstanta. Abychom rozlišili efekt SZ způsobený shluky galaxií od běžných poruch hustoty, oba spektrální závislost a prostorová závislost fluktuací v kosmické mikrovlnné pozadí Jsou používány. Analýza dat CMB při vyšším úhlovém rozlišení (vysoké ${ displaystyle ell}$-hodnoty ) vyžaduje zohlednění efektu Sunyaev – Zeldovich.

Současný výzkum se zaměřuje na modelování toho, jak je účinek generován plazmou uvnitř klastru shluky galaxií, a na použití efektu k odhadu Hubbleova konstanta a oddělit různé složky ve statistice úhlového průměru kolísání pozadí. Simulace tvorby hydrodynamické struktury jsou studovány za účelem získání údajů o tepelných a kinetických účincích v teorii.^[2] Pozorování je obtížné kvůli malé amplitudě účinku a záměně s experimentální chybou a jinými zdroji kolísání teploty CMB. Jelikož je však efekt Sunyaev – Zeldovich rozptylující, je jeho velikost nezávislá na rudém posuvu. To je velmi důležité: znamená to, že klastry s vysokým červeným posunem lze detekovat stejně snadno jako ty s nízkým červeným posuvem. Dalším faktorem, který usnadňuje detekci clusteru s vysokým rudým posuvem, je úhlová stupnice versus vztah rudého posuvu: mezi červenými posuny 0,3 a 2 se to málo mění, což znamená, že shluky mezi těmito červenými posuny mají na obloze podobné velikosti. Použití průzkumů klastrů zjištěných jejich Sunyaev – Zeldovichovým efektem pro stanovení kosmologických parametrů bylo prokázáno Barbosa et al. (1996). To by mohlo pomoci pochopit dynamiku temné energie v průzkumech (Dalekohled jižního pólu, Kosmologický dalekohled Atacama, Planck ).

Postřehy

První měření tepelného Sunyaev – Zeldovichova efektu z Pole velkých milimetrů Atacama s jednou z nejhmotnějších známých kup galaxií, RX J1347.5-1145.^[3]

V roce 1984 vědci z Cambridge Radio Astronomy Group a Radiová observatoř Owens Valley nejprve detekoval efekt Sunyaev – Zeldovich z shluky galaxií ^[4]. O deset let později Ryleův dalekohled byl použit k zobrazení a shluk galaxií v efektu Sunyaev – Zeldovich poprvé.^{[Citace je zapotřebí ]}

Mezi nástroje vyrobené speciálně pro studium účinku patří kamera Sunyaev – Zeldovich na fotoaparátu Experiment Atacama Pathfinder,^{[Citace je zapotřebí ]} a Sunyaev – Zeldovich Array, který oba spatřili první světlo v roce 2005. V roce 2012 se stal Kosmologický dalekohled Atacama (ACT) provedl první statistickou detekci kinematického účinku SZ.^[5] V roce 2012 byl poprvé v roce detekován kinematický efekt SZ v jednotlivém objektu MACS J0717.5 + 3745.^[6]

Reference

Další čtení

• Rephaeli, Y. (1995). „Comptonization of the Cosmic Microwave Background: The Sunyaev – Zeldovich Effect“. Výroční přehled astronomie a astrofyziky. 33 (1): 541–580. Bibcode:1995ARA & A..33..541R. doi:10.1146 / annurev.aa.33.090195.002545.
• Barbosa, D .; Bartlett, J. G .; Blanchard, A .; Oukbir, J. (1996). „Efekt Sunyaev – Zel'dovich a hodnota Ω₀". Astronomie a astrofyzika. 314: 13–17. arXiv:astro-ph / 9511084. Bibcode:1996 A & A ... 314 ... 13B.
• Birkinshaw, M .; Gull, S. F .; Hardebeck, H. (1984). „Efekt Sunyaev – Zel'dovich směrem ke třem kupám galaxií“. Příroda. 309 (5963): 34–35. Bibcode:1984 Natur.309 ... 34B. doi:10.1038 / 309034a0. S2CID  4276748.
• Birkinshaw, Mark (1999). „Efekt Sunyaev Zel'dovich“. Fyzikální zprávy. 310 (2–3): 97–195. arXiv:astro-ph / 9808050. Bibcode:1999PhR ... 310 ... 97B. doi:10.1016 / S0370-1573 (98) 00080-5. hdl:1983 / 5d24f14a-26e0-44d3-8496-5843b108fec5. S2CID  119330362.
• Cen, Renyue; Jeremiah P. Ostriker (1994). „Hydrodynamický přístup ke kosmologii: kosmologický scénář smíšené temné hmoty“. Astrofyzikální deník. 431 (1994): 451. arXiv:astro-ph / 9404011. Bibcode:1994ApJ ... 431..451C. CiteSeerX  10.1.1.254.3635. doi:10.1086/174499. S2CID  1284598. Archivovány od originál dne 22. února 2004.
• Hu, Jian; Yu-Qing Lou (2004). „Magnetický efekt Sunyaev – Zel'dovich v kupách galaxií“. Astrofyzikální deníkové dopisy. 606 (1): L1 – L4. arXiv:astro-ph / 0402669. Bibcode:2004ApJ ... 606L ... 1H. doi:10.1086/420896. S2CID  10520376.
• Ma, Chung-Pei; J. N. Fry (27. května 2002). „Nelineární kinetický Sunyaev – Zel'dovichův efekt“. Dopisy o fyzické kontrole. 88 (21): 211301. arXiv:astro-ph / 0106342. Bibcode:2002PhRvL..88u1301M. doi:10.1103 / PhysRevLett.88.211301. PMID  12059470. S2CID  5655238.
• Myers, A. D .; Shanks, T .; et al. (2004). Msgstr "Důkazy pro rozšířený efekt SZ v datech WMAP". Měsíční oznámení Královské astronomické společnosti. 347 (4): L67 – L72. arXiv:astro-ph / 0306180. Bibcode:2004MNRAS.347L..67M. doi:10.1111 / j.1365-2966.2004.07449.x. S2CID  53119165.
• Springel, Volker; White, Martin; Hernquist, Lars (2001). „Hydrodynamické simulace efektů Sunyaev – Zel'dovich“. Astrofyzikální deník. 549 (2): 681–687. arXiv:astro-ph / 0008133. Bibcode:2001ApJ ... 549..681S. doi:10.1086/319473. S2CID  6728519.
• Sunyaev, R. A .; Ya. B. Zel'dovich (1970). „Malé výkyvy reliktního záření“. Astrofyzika a vesmírná věda. 7 (1): 3–19. Bibcode:1970Ap & SS ... 7 .... 3S. doi:10.1007 / BF00653471 (neaktivní 10. října 2020).CS1 maint: DOI neaktivní od října 2020 (odkaz)
• Sunyaev, R. A .; IA. B. Zel'dovich (1980). "Mikrovlnné záření na pozadí jako sonda současné struktury a historie vesmíru". Výroční přehled astronomie a astrofyziky. 18 (1): 537–560. Bibcode:1980ARA & A..18..537S. doi:10.1146 / annurev.aa.18.090180.002541.
• Diego, J. M .; Martinez, E .; Sanz, J.L .; Benitez, N .; Silk, J. (2002). „Efekt Sunyaev – Zel'dovich jako kosmologický diskriminátor“. Měsíční oznámení Královské astronomické společnosti. 331 (3): 556–568. arXiv:astro-ph / 0103512. Bibcode:2002MNRAS.331..556D. doi:10.1046 / j.1365-8711.2002.05039.x. S2CID  10486016.
• Královská astronomická společnost, Poškozené ozvěny z Velkého třesku? RAS Press Notice PN 04/01

externí odkazy

• Poškozené ozvěny z Velkého třesku? innovations-report.com.
• Sunyaev – Zel'dovich účinek na arxiv.org