Реликтовое излучение и H0

Более 20 лет назад советские ученые Рашид Сюняев и Яков Зельдович предположили, что рассеяние вездесущих фотонов реликтового излучения на быстродвижущихся свободных электронах в скоплениях галактик должно изменять вид микроволнового спектра реликтовых фотонов, наблюдаемого вдоль луча зрения каждого из этих скоплений. (Реликтовое излучение — это фотоны, однородно и изотропно заполняющие всю Вселенную, которые образовались еще во времена Большого взрыва).

Этот эффект, названный в честь Сюняева и Зельдовича, наблюдался впоследствии у ряда скоплений галактик. Тем не менее, до самого последнего времени для его обнаружения использовались относительно близкие скопления галактик, которые целиком почти никогда не умещались в узкие поля зрения больших радиотелескопов. Поэтому точность регистрации эффекта Сюняева-Зельдовича оставалась невысокой.

Сейчас, установив специально разработанный детектор микроволнового излучения в фокусе 5.5-м радиоантенны в Калифорнии, Томас Хербиг (Принстонский университет, США) и трое его коллег из Калифорнийского технологического института измерили эффект Сюняева-Зельдовича в скоплении галактик из созвездия Волосы Вероники, отстоящего от нас на 300 млн. световых лет. Наблюдая на длинах волн около 1 см, астрофизики установили, что они фиксировали лишь один из каждой сотни тысяч случаев рассеяния реликтовых фотонов на свободных электронах скопления.

При анализе полученных результатов ученые учли, что изменение спектра реликтового излучения в целом зависит от среднего числа электронов, попадающих на прямую Земля-Скопление. О количестве же электронов нам говорит рентгеновская светимость скопления. Это позволило команде Хербига, используя рентгеновское изображение скопления, оценить его поперечник вдоль луча зрения, а сравнивая полученное значение с угловыми размерами скопления, вычислить расстояние до него. На основе этого расстояния, зная красное смещение скопления, удалось установить границы для значения постоянной Хаббла. Она оказалась равной 71±28 км/(с·Мпк).

И хотя такая точность далека от идеала, Хербиг и его группа надеются применить еще более чувствительный детектор радиоизлучения. Также, используя более качественные рентгеновские изображения скопления галактик в созвездии Волосы Вероники, они планируют получить более точную оценку постоянной Хаббла. Это позволит еще одним независимым способом ответить на вопрос: какой возраст нашей Вселенной?