Planck-missionen, der scanner himlen i mikrobølger, har fået sine allerførste billeder af galakse-klynger og fundet en tidligere ukendt supercluster, der er blandt et af de største objekter i universet. Supercluster har en effekt på den kosmiske mikrobølgebakgrund, og de observerede forvrængninger af CMB-spektret bruges til at detektere universets tæthedsforstyrrelser ved hjælp af den, der kaldes Sunyaev – Zel’dovich-effekten (SZE). Dette er første gang, at en supercluster opdages ved hjælp af SZE. I en samarbejdsindsats har rumfartøjet XMM Newton bekræftet fundet i røntgenstråler.
Sunyaev-Zel’dovich Effect (SZE) -effekt beskriver den ændring af energi, der opleves af CMB-fotoner, når de støder på en galakse-klynge, når de rejser mod os, i processen med at præcisere en markant signatur på selve CMB. SZE repræsenterer et unikt værktøj til at detektere galakse klynger, selv ved høj rødskift. Planck er i stand til at kigge over ni forskellige mikrobølgefrekvenser (fra 30 til 857 GHz) for at fjerne alle forureningskilder fra CMB, og vil med tiden give det, der håbes at være det skarpeste billede af det tidlige univers nogensinde.
"Når de fossile fotoner fra Big Bang krydser universet, interagerer de med det stof, de støder på: når de for eksempel rejser gennem en galakse-klynge, spreder CMB-fotonerne frie elektroner der findes i den varme gas, der fylder klyngen," sagde Nabila Aghanim fra Institut d'Astrophysique Spatiale i Orsay, Frankrig, et førende medlem af gruppen af Planck-forskere, der undersøger SZE-klynger og sekundære anisotropier. ”Disse kollisioner omfordeler fotonernes frekvenser på en bestemt måde, der gør det muligt for os at isolere den mellemliggende klynge fra CMB-signalet.”
Da de varme elektroner i klyngen er meget mere energiske end CMB-fotonerne, resulterer interaktioner mellem de to typisk i, at fotonerne spreder sig til højere energier. Dette betyder, at når man ser på CMB i retning af en galakse-klynge, observeres et underskud af lavenergifotoner og et overskud af mere energiske dem.
SZE-signalet fra den nyligt opdagede supercluster stammer fra summen af signalet fra de tre individuelle klynger, med et muligt yderligere bidrag fra en filamentstruktur mellem klynger. Dette giver vigtige ledetråde om distribution af gas i meget store skalaer, som igen er afgørende også for at spore den underliggende distribution af mørkt stof.
"XMM-Newton-observationer har vist, at en af kandidatklyngene faktisk er en supercluster sammensat af mindst tre individuelle, massive klynger af galakser, som Planck alene ikke kunne have løst," sagde Monique Arnaud, der leder Planck-gruppen efter op kilder med XMM-Newton.
”Dette er første gang, at en supercluster bliver opdaget via SZE,” sagde Aghanim. "Denne vigtige opdagelse åbner et helt nyt vindue på superklynger, der komplementerer observationer af de enkelte galakser deri."
Superklynger er store samlinger af galaksegrupper og klynger, der er placeret ved skæringspunkterne mellem ark og filamenter i den piskede kosmiske bane. Idet klynger og superklynger sporer fordelingen af både lysende og mørk stof over hele universet, er deres observation afgørende for at undersøge, hvordan kosmiske strukturer dannede og udviklede sig.
Den første Planck all-sky-undersøgelse begyndte i midten af august 2009 og blev afsluttet i juni 2010. Planck fortsætter med at indsamle data indtil udgangen af 2011, i hvilket tidsrum den afslutter over fire himmel-scanninger.
Planck-teamet analyserer i øjeblikket dataene fra den første himmelundersøgelse for at identificere både kendte og nye galakse-klynger til det tidlige Sunyaev-Zel’dovich-katalog, der vil blive frigivet i januar 2011.
Kilde: ESA
