マイクロ波で空をスキャンして、プランクミッションは銀河団の最初の画像を取得し、宇宙で最大のオブジェクトの1つである、以前は未知だったスーパークラスターを発見しました。スーパークラスターは宇宙マイクロ波背景に影響を与えており、CMBスペクトルの観測された歪みを使用して、Sunyaev–Zel’dovich効果(SZE)と呼ばれるものを使用して、宇宙の密度摂動を検出します。 SZEを使用してスーパークラスターが発見されたのはこれが初めてです。共同作業で、XMMニュートン宇宙船はX線での発見を確認しました。
Sunyaev-Zel’dovich Effect(SZE)エフェクトは、CMBフォトンが私たちに向かって移動する際に銀河団に遭遇したとき、CMB自体に特徴的な署名を刻み込む過程で経験するエネルギーの変化を表します。 SZEは、赤方偏移が高い場合でも、銀河団を検出する独自のツールです。 Planckは、9つの異なるマイクロ波周波数(30〜857 GHz)を調べて、CMBからすべての汚染源を除去し、時間の経過とともに、これまでの宇宙の最も鮮明な画像であることが望まれるものを提供します。
「ビッグバンからの化石光子が宇宙を横切るとき、彼らは遭遇する問題と相互作用します。たとえば、銀河団を通過するとき、CMBの光子は、銀河団を満たす高温ガスに存在する自由電子から散乱します。」フランスのオルセーにあるInstitut d'Astrophysique SpatialeのNabila Aghanimは、SZEクラスターと二次異方性を調査するPlanck科学者グループの主要メンバーであると述べました。 「これらの衝突は、CMB信号から介在するクラスターを分離できる特定の方法で光子の周波数を再分配します。」
クラスター内のホットエレクトロンはCMBフォトンよりもはるかにエネルギーが高いため、通常、2つのフォトン間の相互作用により、フォトンがより高いエネルギーに散乱されます。これは、銀河団の方向にCMBを見ると、低エネルギーの光子の欠損とよりエネルギーの高い光子の欠損が観察されることを意味します。
新たに発見されたスーパークラスターからのSZE信号は、3つの個別クラスターからの信号の合計から発生し、クラスター間フィラメント構造からの追加の寄与が考えられます。これは、非常に大きなスケールでのガスの分布に関する重要な手がかりを提供します。これは、暗黒物質の潜在的な分布を追跡するためにも重要です。
「XMM-ニュートンの観測により、候補クラスターの1つは、実際にはプランクだけでは解決できなかった、少なくとも3つの個別の巨大な銀河クラスターで構成されるスーパークラスターであることがわかりました」と、プランクグループを率いるモニークアルノーソースをXMM-Newtonでアップします。
「SZEを介してスーパークラスターが発見されたのはこれが初めてです」とAghanim氏は語った。 「この重要な発見は、スーパークラスターにまったく新しいウィンドウを開きます。これは、その中の個々の銀河の観測を補足するものです。」
スーパークラスターは銀河グループとクラスターの大きな集合体であり、かすかな宇宙ウェブのシートとフィラメントの交点にあります。クラスターとスーパークラスターが宇宙全体の発光物質と暗黒物質の両方の分布を追跡するので、それらの観測は、宇宙構造がどのように形成および進化したかを調べるために重要です。
最初のプランク全天調査は2009年8月中旬に始まり、2010年6月に完了しました。プランクは2011年末までデータを収集し続け、その間に4回の全天スキャンを完了します。
Planckチームは現在、最初の全天調査のデータを分析して、2011年1月にリリースされる初期のSunyaev-Zel’dovichカタログの既知の銀河団と新しい銀河団の両方を特定しています。
出典:ESA