Внегалактический радиочастотный фон оказался неожиданно однородным

Сравнив результаты моделирования с наблюдательными данными, полученными на крупных массивах радиотелескопов, канадский астрофизик Гилберт Холдер обнаружил, что наблюдаемые вариации температуры радиочастотного фона по амплитуде сильно уступают расчётным.

Сотрудник канадского Университета Макгилла Гилберт Холдер (Gilbert P. Holder) установил, что наблюдаемый внегалактический радиочастотный фон более однороден, чем предсказывает его теоретическая модель.

В своей работе астрофизик опирался на недавно опубликованные результаты эксперимента ARCADE-2, в котором радиофон измерялся на частотах в 3,8 и 10 ГГц. Собранные данные участники ARCADE-2 объединили с архивной информацией, получив оценку температуры внегалактического радиоизлучения на частотах от 22 МГц до 10 ГГц.

Эта оценка, заметим, примерно на порядок превзошла ожидания. Найти причину столь серьёзного расхождения никто пока не сумел, хотя его уже пытались связать даже с аннигиляцией частиц тёмной материи.

Зная о том, что высокое среднее значение температуры озадачило специалистов, г-н Холдер решил выяснить, насколько хорошо теории будут объяснять её вариации на масштабах порядка угловой минуты. С этой целью он построил несложную модель радиофона и, используя для нормировки данные ARCADE-2, оценил возможную амплитуду флуктуаций. Последняя сравнивалась с результатами наблюдений на крупных массивах радиотелескопов Very Large Array (VLA) и Australia Telescope Compact Array (ATCA), которые изучали анизотропию фона на частотах в 4,86, 8,4 и 8,7 ГГц.

Антенны массива Australia Telescope Compact Array (фото CSIRO).
Антенны массива Australia Telescope Compact Array (фото CSIRO).

Как оказалось, ожидаемая амплитуда вариации радиофона от космологических источников вроде галактик или скоплений галактик, которые, в соответствии с общими принципами эволюции Вселенной и гало тёмной материи, должны собираться в группы, заметно превосходит максимальную амплитуду, удовлетворяющую опытным данным. По словам автора, списать это на банальную неточность измерений ARCADE-2 и искажения, которые вносит излучение, испускаемое в пределах Млечного Пути, не получится. Согласовать теорию с практикой можно лишь двумя способами: предположить, что источники фона либо находятся очень далеко от нас (на красном смещении z ≥ 5, где структура Вселенной ещё не оформилась), либо имеют очень большие размеры (несколько мегапарсек) и остаются однородными на масштабах, исследуемых ATCA и VLA.

Чтобы раскрыть секрет внегалактического радиочастотного фона, астрофизикам, очевидно, понадобятся новые наблюдения на современных телескопах. Дополнить данные VLA и ATCA может, к примеру, массив LOFAR, достигающий очень высокой чувствительности на частотах около 200 МГц.

Подготовлено по материалам arXiv.

14 Октября 2012, 19:23    den    2918    0

Нет комментариев.

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите или зарегистрируйтесь пожалуйста.