Previous Page  4 / 9 Next Page
Information
Show Menu
Previous Page 4 / 9 Next Page
Page Background

Об искажении спектра реликтового излучения при рассеянии на кротовых норах

ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки. 2016. № 5

99

1

cos

= 0.

T

d

  

Таким образом, в первом порядке

1

второй конец горло-

вины испускает (в покоящейся системе координат) чернотельное излучение с

температурой

,

T

как и у падающего РИ. В следующих порядках

1

возникают

неисчезающие вклады в искажение спектра

   

1

.

T T

 

Однако в следующих

порядках более важные детали будут возникать, когда будет рассмотрено сече-

ние рассеяния на реальных кротовых норах с горловинами в форме торов. Сле-

дующие порядки, как и вопрос более точного поведения сечения рассеяния,

оставим для дальнейшего изучения.

Рассмотрим переизлучение поглощенных фотонов РИ. В первом порядке

2 2

= /

V c

(

2

V

— пекулярная скорость второго конца горловины) горловина

испускает чернотельное излучение с видимой поверхностной яркостью (темпе-

ратурой)

2

2

2

1 cos

... ,

T T

  

(2)

где

2

2

2

cos = ;

m

  

m

— единичный вектор, указывающий на наблюдателя.

Это выражение в точности представляет собой кинематический эффект Зельдо-

вича — Сюняева.

Рассмотрим скопление кротовых нор. Чтобы оценить обмен энергии между

РИ и газом кротовых нор, необходимо усреднить сечение (1) распределения кро-

товых нор. В среднем реликтовый фотон претерпевает

w

актов рассеяния, где

w

— оптическая толща скопления. Если

( )

n r

— плотность числа кротовых нор,

отсчитываемая от центра скопления, то величину

w

задают как

2

= ( )

w

a n r d

 

(

— расстояние между входами кротовой норы). Здесь интегрирование осуществ-

ляют вдоль линии луча зрения,

2

2

1= ( , ) ,

a

a n r a da

n

где

( , )

n r a

— плотность числа

кротовых нор в зависимости от радиуса горловины

.

a

Оптическую толщу

w

так-

же можно интерпретировать следующим образом. Пусть

L

характерный размер

скопления кротовых нор, которое будет покрывать поверхность неба площадью

2

.

S L

Тогда долю этой поверхности, соответствующую горловинам кротовых

нор, определяют по выражению

2

2

2

= = ,

w

N a a nL

L

где

N

— число горловин кротовых нор в скоплении;

n

— средняя плотность

горловин. Поскольку все горловины кротовых нор имеют поверхностную яр-

кость (2), которая отличается от яркости РИ, параметр

w

определяет (вместе с

пекулярными скоростями

2

) поверхностную яркость скопления.

Заключение.

Скопления кротовых нор можно наблюдать с помощью эф-

фекта КЗС — по доплеровскому сдвигу частот переизлучаемых реликтовых фо-

тонов. В галактиках и их скоплениях вклад кротовых нор в КЗС смешивается со

вкладом обычного вещества (пыли, межгалактического газа и т. д.). В современ-