Наблюдения показали: симуляции завышают тепловое давление в группах галактик
Международная группа астрофизиков представила новые измерения теплового эффекта Сюняева – Зельдовича (tSZ) вокруг массивных красных галактик из обзора DESI. Сопоставив данные с гравитационным линзированием, авторы провели прямое сравнение с современными гидродинамическими моделями. Результат оказался неожиданным: наблюдения показывают значительно более слабое тепловое давление, чем предсказывают симуляции.
Ученые использовали карты температуры телескопа ACT для надежного выделения tSZ-сигнала, одновременно исключив вклад пыли и радиоизлучения самих галактик. Это позволило впервые так чисто измерить давление горячего газа для выборки из тысяч объектов в диапазоне масс 10^13–10^14 масс Солнца и красных смещений от 0.4 до 1.
В качестве эталона для сравнения взяли симуляции FLAMINGO объемом 1 гигапарсек. Оказалось, что даже в варианте с максимальным выбросом газа, который ранее успешно объяснял плотность газа, измеренную по кинетическому эффекту Сюняева – Зельдовича, тепловой сигнал все равно переоценен примерно в два раза на масштабах до 3 угловых минут.
Поскольку усиленный выброс газа уже соответствует наблюдаемой плотности, авторы считают, что простое удаление газа не решает проблему. Скорее всего, в реальных группах галактик существует дополнительная поддержка давления за счет нетепловых процессов, таких как турбулентность или магнитные поля, либо газ находится в состоянии, далеком от гидростатического равновесия.
Расхождение между наблюдениями и симуляциями ставит под сомнение точность современных моделей формирования структур. Это важно не только для понимания физики внутрископной среды, но и для космологических выводов, основанных на массивных галактиках и скоплениях.
Исследование опубликовано в базе препринтов arXiv и пока не прошло полное рецензирование. Тем не менее, методика очистки сигнала от фоновых загрязнений может стать стандартом для будущих наблюдений на новых телескопах, таких как обсерватория Саймонса.
