Повышение яркости космического фонового радиоизлучения в направлении на скопления галактик
Гребенев Сергей Андреевич
Институт космических исследований РАН
Письма в Астрономический журнал, 2023, том 49, в печати
Авторы: С.А. Гребенев (ИКИ РАН), Р.А. Сюняев (ИКИ РАН, MPA)
Исследована возможность регистрации в направлении скоплений галактик избытка космического фонового радиоизлучения из-за его комптоновского рассеяния на электронах горячего межгалактического газа. При картографировании флуктуаций фона на частотах ниже 800 МГц этот эффект ведет к появлению на месте скопления радиоисточника. На более высоких частотах, где в космическом фоне доминирует микроволновое (реликтовое) излучение, на месте скопления наблюдается "отрицательный" источник ("`тень"' на карте флуктуаций фона), что связано с переносом при рассеянии части реликтовых фотонов вверх по оси
частот (выше 217 ГГц, Сюняев, Зельдович, 1970, 1972). В работе рассчитаны спектры ожидаемых искажений фонового радиоизлучения для разных параметров скоплений, показано, что во многих случаях в широком диапазоне частот от 30 МГц до 3 ГГц измерению искажений будет препятствовать собственное тепловое излучение горячего газа, а также рассеянное радиоизлучение галактик скоплений, связанное с их былой активностью. Найдены диапазоны частот, оптимальные для поиска и измерения комптоновского избытка фонового радиоизлучения. Показано, что наиболее перспективны для его наблюдения горячие (kTe > 8 кэВ)
скопления, находящиеся на больших (z > 0.5) красных смещениях. Из-за сильной концентрации тормозного излучения к центру скопления периферийные наблюдения комптоновского избытка должны быть предпочтительнее центральных.