28 maart 2024

Kinetisch SZ-effect voor het eerst in individuele cluster gemeten

Credit: p. Korngut

Voor het eerst zijn sterrenkundigen erin geslaagd om in een individueel object het zogenaamde kinetische Sunyaev-Zel’dovich (SZ) effect te meten, een in 1972 door de Russische natuurkundigen Rashid Sunyaev en Yakov Zel’dovich voorspeld effect waarbij de fotonen van de kosmische microgolf-achtergrondstraling een verandering van hun energie ondergaan doordat ze onderweg naar aarde zware clusters van sterrenstelsels passeren, die vol met hete elektronen zitten. Bij dat kinetische SZ-effect is het de beweging van de elektronen in de cluster die effect heeft op de fotonen. Al sinds de jaren tachtig is een variant van het SZ-effect waargenomen, niet het kinetische maar het thermische SZ-effect. Die laatste ontstaat als de fotonen door de elektronen verstrooid raken en iets in energie toenemen (zie afbeelding hieronder).

Credits: ESZ-HFV-I FL Consortia

Een team van sterrenkundigen onder leiding van Sunil Golwala (Caltech Submillimeter Observatory) in Hawaï keek naar MACS J0717.5+3745, een cluster van sterrenstelsels in het sterrenbeeld Voerman, 5,4 miljard lichtjaar van ons verwijderd, dat duizend keer zo zwaar is als het Melkwegstelsel. Het team verwachtte niet anders dan het thermische SZ-effect waar te nemen in de cluster en dat gebeurde ook. Maar in één van de subclusters van MACS J0717.5+3745 – subcluster B genaamd, op de bovenste afbeelding de concentratie in het rode gedeelte – werd met CSO’s Bolocam instrument een effect gemeten, dat niet kon worden verklaard door alleen het thermische SZ-effect. Dat effect was namelijk het gemis van een signaal bij een frequentie van 268 GHz. Berekeningen lieten vervolgens zien dat de oorzaak hiervan niet het thermische SZ-effect is, maar wel het zusje ervan, het kinetische SZ-effect. Hieronder een afbeelding van  MACS J0717.5+3745, zoals waargenomen door de Chandra röntgensatelliet van de NASA.

Bron: Science Daily.

Share

Speak Your Mind

*