Warum zeigen die ersten Messungen des thermischen Sunyaev-Zel'dovich-Effekts von ALMA einen Temperaturabfall und keinen Anstieg am Haufen?

Als ich den Ausdruck eine voll funktionsfähige Stewart-Plattform sah, habe ich ihn in Wikipedia geschrieben, und dieser Artikel zeigt das AMiBA , ein CMB-Interferometer, das auf einem Hexapod montiert ist (siehe unten).

Wikipedias Sunyaev-Zeldovich-Effekt; Beobachtungen zeigt das zweite Bild unten, und die Bildunterschrift lautet:

Die Energieverteilung der CMB-Photonen verschiebt sich und erscheint als Temperaturabfall bei der von ALMA beobachteten Wellenlänge, daher ist in diesem Bild an der Stelle des Clusters ein dunkler Fleck zu sehen.

und doch sollte sich der SZ-Effekt als scheinbare Temperaturerhöhung manifestieren !

Wie kann man diese vereinbaren?

Der Sunyaev-Zeldovich-Effekt (benannt nach Rashid Sunyaev und Yakov B. Zeldovich und oft als SZ-Effekt abgekürzt) ist die spektrale Verzerrung des kosmischen Mikrowellenhintergrunds (CMB) durch inverse Compton-Streuung durch hochenergetische Elektronen in Galaxienhaufen, in denen Die niederenergetischen CMB-Photonen erhalten während der Kollision mit den hochenergetischen Clusterelektronen einen durchschnittlichen Energieschub.

Frage: Warum zeigen die ersten Messungen des thermischen Sunyaev-Zel'dovich-Effekts von ALMA einen Temperaturabfall und keinen Anstieg , der mit einem Galaxienhaufen verbunden ist?

die ersten Messungen des thermischen Sunyaev-Zel'dovich-Effekts vom Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chile (in blau)

oben: Dieses Bild zeigt die ersten Messungen des thermischen Sunyaev-Zel'dovich-Effekts vom Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chile (in blau). Astronomen kombinierten Daten von ALMAs 7- und 12-Meter-Antennen, um ein möglichst scharfes Bild zu erzeugen. Das Ziel war einer der massereichsten bekannten Galaxienhaufen, RX J1347.5–1145, dessen Zentrum hier in dem dunklen „Loch“ in den ALMA-Beobachtungen zu sehen ist. Die Energieverteilung der CMB-Photonen verschiebt sich und erscheint als Temperaturabfall bei der von ALMA beobachteten Wellenlänge, daher ist in diesem Bild an der Stelle des Clusters ein dunkler Fleck zu sehen. Links ESA/Hubble Picture of the Week https://www.eso.org/public/images/potw1708a/ source , unten:AMiBA, ein Cosmic Microwave Background-Experiment auf Hawaii, während der Bauphase im Juni 2006. Quelle

AMiBA, ein Cosmic Microwave Background Experiment auf Hawaii, während der Bauphase im Juni 2006

Antworten (1)

Es eine "Temperatursenkung" zu nennen, ist irgendwie irreführend. (Möglicherweise ist dies ein Nebeneffekt der Tendenz, "Helligkeitstemperatur" in der Radioastronomie zu verwenden, um die gemessene Intensität zu bezeichnen.) Es ist tatsächlich eine Intensitätsabnahme im 95-GHz-Band, das bei der Beobachtung verwendet wurde. Dies kommt zustande, weil der thermische Sunyaev-Zel'dovich-Effekt die Photonen tendenziell zu höheren Frequenzen verschiebt, aber die Anzahl der Photonen nicht ändert, sodass die Anzahl der Photonen bei Frequenzen unter etwa 218 GHz abnimmt (und die Anzahl der Photonen bei höheren Frequenzen steigt).

Diese Abbildung zeigt den grundlegenden Effekt (ich habe die ungefähre Häufigkeit der ALMA-Beobachtungen in Orange angegeben.) Geben Sie hier die Bildbeschreibung einÜbertriebener thermischer SZ-Effekt. Die gestrichelte Kurve ist das ursprüngliche CMB-Spektrum, während die durchgezogene Kurve das verschobene Spektrum ist. Von Carlstrom et al. (2002) .

Daher sehen Sie eine niedrigere 95-GHz-Intensität innerhalb des Clusters (durchgezogene Kurve) im Vergleich zum unveränderten kosmischen Mikrowellenhintergrund außerhalb des Clusters (gestrichelte Kurve). Wenn Sie tatsächlich das gesamte Spektrum gemessen haben, würden Sie sehen, dass das Spektrum innerhalb des Clusters erwartungsgemäß einer höheren Temperatur entspricht.

Ja, das scheint es gut zu erklären, danke! Hätten sie beispielsweise bei 500 GHz beobachtet (damals nicht sicher), hätte es eine Aufhellung gegeben, und es wäre vielleicht ein größerer Effekt gewesen, aber es könnte andere Gründe geben, warum 95 GHz gewählt wurden. Danke!
Dieses Diagramm zeigt, dass die atmosphärische Transparenz bei 500 GHz weniger als halb so groß ist wie bei 95 GHz ...
ALMA befindet sich über dem größten Teil des atmosphärischen Wassers der Erde. Stellt diese Darstellung den Meeresspiegel dar? Update: Ja, es scheint so! :-) Sieht so aus, als wäre das für einen ausfällbaren Wasserdampf von nur etwa 1 mm ( 1 , 2 )
Warum zeigen die ersten Messungen des thermischen Sunyaev-Zel'dovich-Effekts von ALMA einen Temperaturabfall und keinen Anstieg am Haufen?
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