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「スニヤエフ・ゼルドビッチ効果」の版間の差分

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'''スニヤエフ・ゼルドビッチ効果'''（{{lang-en-short|Sunyaev-Zel'dovich effect}}、'''SZ効果''' あるいは '''SZE'''）は、宇宙空間に存在する高エネルギーの[[電子]]が、逆[[コンプトン効果]]（通常のコンプトン効果とは逆に、電子のエネルギーが、エネルギーの低い[[光子]]に転移する）により、[[宇宙マイクロ波背景放射]] (Cosmic Microwave Background radiation ; CMB) を歪める現象である。観測されたCMBスペクトルの歪みは、宇宙の密度[[摂動]]を検出するのに利用されている。スニヤエフ・ゼルドビッチ効果を用いることにより、いくつかの密度の高い[[銀河団]]が観測されている。
'''スニヤエフ・ゼルドビッチ効果'''（スニヤエフ・ゼルドビッチこうか、{{lang-en-short|Sunyaev-Zel'dovich effect}}、'''SZ効果''' あるいは '''SZE'''）は、宇宙空間に存在する高エネルギーの[[電子]]が、逆[[コンプトン効果]]（通常のコンプトン効果とは逆に、電子のエネルギーが、エネルギーの低い[[光子]]に転移する）により、[[宇宙マイクロ波背景放射]] (Cosmic Microwave Background radiation ; CMB) を歪める現象である。観測されたCMBスペクトルの歪みは、宇宙の密度[[摂動]]を検出するのに利用されている。スニヤエフ・ゼルドビッチ効果を用いることにより、いくつかの密度の高い[[銀河団]]が観測されている。


==概要==
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* {{cite journal | last = Diego | first = J.M | coauthors = E. Martinez, J.L. Sanz, N. Benitez, J. Silk | url = http://arxiv.org/abs/astro-ph/0103512| title = The Sunyaev-Zel'dovich effect as a cosmological discriminator | journal = Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, | volume = 331 |year = 2002 | pages = 556–568| doi = 10.1046/j.1365-8711.2002.05039.x}}
* {{cite journal | last = Diego | first = J.M | coauthors = E. Martinez, J.L. Sanz, N. Benitez, J. Silk | url = http://arxiv.org/abs/astro-ph/0103512| title = The Sunyaev-Zel'dovich effect as a cosmological discriminator | journal = Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, | volume = 331 |year = 2002 | pages = 556–568| doi = 10.1046/j.1365-8711.2002.05039.x}}
* Royal Astronomical Society, ''Corrupted echoes from the Big Bang?'' RAS Press Notice PN 04/01 <!--Was at : http://www.ras.org.uk/html/press/pn0401ras.html -->
* Royal Astronomical Society, ''Corrupted echoes from the Big Bang?'' RAS Press Notice PN 04/01 <!--Was at : http://www.ras.org.uk/html/press/pn0401ras.html -->

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==外部リンク==
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* [http://www.innovations-report.com/html/reports/physics_astronomy/report-25349.html Corrupted echoes from the Big Bang?] innovations-report.com.
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* [http://xstructure.inr.ac.ru/x-bin/theme3.py?level=1&index1=10339 Sunyaev-Zel'dovich effect on arxiv.org]

== 関連項目 ==
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* [[宇宙論]]
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* [[コンプトン効果]]
* [[コンプトン効果]]


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==外部リンク==
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{{DEFAULTSORT:すにやえふせるとぴつちこうか}}
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* [http://www.innovations-report.com/html/reports/physics_astronomy/report-25349.html Corrupted echoes from the Big Bang?] innovations-report.com.
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* [http://xstructure.inr.ac.ru/x-bin/theme3.py?level=1&index1=10339 Sunyaev-Zel'dovich effect on arxiv.org]

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[[Category:天文学]]
[[Category:天文学]]
[[Category:宇宙論・宇宙物理学]]
[[Category:宇宙論・宇宙物理学]]

2010年9月3日 (金) 13:08時点における版

スニヤエフ・ゼルドビッチ効果（スニヤエフ・ゼルドビッチこうか、英: Sunyaev-Zel'dovich effect、SZ効果 あるいは SZE）は、宇宙空間に存在する高エネルギーの電子が、逆コンプトン効果（通常のコンプトン効果とは逆に、電子のエネルギーが、エネルギーの低い光子に転移する）により、宇宙マイクロ波背景放射 (Cosmic Microwave Background radiation ; CMB) を歪める現象である。観測されたCMBスペクトルの歪みは、宇宙の密度摂動を検出するのに利用されている。スニヤエフ・ゼルドビッチ効果を用いることにより、いくつかの密度の高い銀河団が観測されている。

概要

スニヤエフ・ゼルドビッチ効果は、さらに次のように分類できる。

  • 熱的効果 ： CMB光子が高温に起因する高エネルギーの電子と相互作用を行なう。
  • キネティック効果 ： これは2次のオーダーの効果であり、CMB光子が、全体として運動している電子集団中の電子（非熱的な運動エネルギーにより高いエネルギーを持つ）と相互作用を行なう。(エレミア・オストライカー(Jeremiah P. Ostriker) と Ethan Vishniac にちなんで、Ostriker-Vishniac 効果とも呼ばれる[1]。)
  • 偏光現象

ラシード・スニャーエフ(Rashid Sunyaev) と ヤーコフ・ゼルドビッチ(Yakov Zel'dovich) がこの効果の存在を予測し、1969年、1972年、1980年に調査を実施した。スニヤエフ・ゼルドビッチ効果は、主要な宇宙物理学的、宇宙論的関心事となっている。この効果は、ハッブル定数を決定する上で大きな助けとなる。銀河団に起因するSZ効果を、通常の密度摂動に起因するものから区別するために、電磁スペクトル依存性と、CMB変動の空間的依存性の双方が用いられる。CMBデータの、より高い角度分解能（高次の項を含む）での解析においては、スニヤエフ・ゼルドビッチ効果を考慮に入れる必要がある。スニヤエフ・ゼルドビッチ効果自体の研究としては、ボルツマン方程式を用い、CMB光子と電子の2回散乱(2回逆コンプトン散乱)を考慮した熱的効果が計算されている。

現在の研究は、この効果が銀河団間のプラズマによって、どのようにして生ずるかというモデリングと、ハッブル定数の評価へのこの効果の利用、背景放射のゆらぎの角度平均統計における異なる成分の分離、といったところに焦点を当てている。この理論における、熱的効果とキネティック効果のデータを得るため、流体力学的な構造形成シミュレーションが研究されている。

この効果の振幅の小ささと、観測エラーとの混同、CMB温度ゆらぎなどの要因のため、観測は容易ではない。しかし、スニヤエフ・ゼルドビッチ効果は散乱効果であるので、その強度は赤方偏移に依存しない。これは非常に重要な点である： これは、高い赤方偏移を受けた銀河団を、低い赤方偏移の場合と同様に、容易に検知できるということを意味する。高い赤方偏移を受けた銀河団の検出を容易にしている、別の要因は角直径・赤方偏移関係である： 統計的に角直径を赤方偏移の関数と見なした場合、赤方偏移 z = 0.3 〜 2 では、角直径の変化は小さい。つまり、この範囲の赤方偏移を持つ銀河団は、視野内で同じようなサイズを持つということである。

観測についての時系列

  • 1983年 — Cambridge Radio Astronomy Group と Owens Valley Radio Observatory の研究者が、銀河団の中から最初にSZ効果を検出。
  • 1993年 — Ryle Telescope が、銀河団のSZ効果の恒常観測を開始。
  • 2003年 — WMAP衛星が全天のCMBマップを作成。SZ効果の限定的な検知能力を持つ。
  • 2005年 — アークミニット・マイクロケルビン・イメージャー (Arcminute Microkelvin Imager ； AMI ； 電波干渉計； マラード電波天文台) とスニヤエフ・ゼルドビッチ・アレイ (Sunyaev-Zel'dovich Array ； SZA ； 電波干渉計) が、SZ効果を使って、高い赤方偏移を受けた銀河団の観測を開始。
  • 2007年 — 南極点望遠鏡 (South Pole Telescope ； SPT ； 電波望遠鏡) が2007年2月16日にファーストライト。同年3月から科学観測開始。
  • 2007年 — アタカマ宇宙論望遠鏡 (Atacama Cosmology Telescope ； ACT ； 電波望遠鏡) が6月8日にファーストライト。銀河団のSZ効果のサーベイを開始予定。

脚注

  1. ^ Ostriker and Vishniac, Effect of gravitational lenses on the microwave background, and 1146+111B,C Nature (ISSN 0028-0836), vol. 322, Aug. 28, 1986, p. 804.

参考文献

関連項目

外部リンク

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