Kluster galaksi besar - yang berorientasi kasar dalam satah yang kira-kira menghadap ke Bumi - dapat menghasilkan lensa graviti yang kuat. Walau bagaimanapun, beberapa tinjauan kelompok tersebut mencapai kesimpulan bahawa kelompok ini mempunyai kecenderungan terlalu banyak lensa - sekurang-kurangnya lebih banyak daripada yang diramalkan berdasarkan jisim yang diharapkan.
Dikenal (kepada beberapa penyelidik yang bekerja di kawasan ini) sebagai 'masalah tumpuan berlebihan', nampaknya ini merupakan kes prima facie kehilangan massa. Tetapi daripada hanya bermain kad materi gelap, penyelidik melakukan pemerhatian yang lebih terperinci - jika hanya untuk menghilangkan kemungkinan penyebab lain.
Kesan Sunyaev-Zel'dovich (SZ) adalah kaedah baru untuk mengimbas langit untuk objek besar seperti kelompok galaksi - yang memutarbelitkan Latar Belakang Gelombang Mikro Kosmik (CMB) melalui penyerakan Compton terbalik - di mana foton (dalam kes ini, foton CMB) berinteraksi dengan elektron yang sangat bertenaga yang memberikan tenaga kepada foton semasa perlanggaran, mengalihkan proton ke frekuensi panjang gelombang yang lebih pendek.
Kesan SZ sebahagian besarnya bebas dari pergeseran merah - kerana anda memulakan dengan cahaya peralihan merah yang paling konsisten di alam semesta dan mencari peristiwa sekali sahaja yang akan memberi kesan yang sama pada cahaya itu sama ada ia berlaku dekat atau jauh jauh. Oleh itu, dengan peralatan yang sensitif terhadap panjang gelombang CMB, anda dapat mengimbas seluruh langit - mengesan kedua-dua objek yang dekat, yang mungkin dapat dilihat secara langsung dalam optik, dan juga objek yang sangat jauh yang mungkin telah dialihkan merah ke dalam spektrum radio.
Kesan SZ menyebabkan penyimpangan CMB dalam urutan seperseribu Kelvin dan kesannya memerlukan struktur yang sangat besar - galaksi tunggal tidak mencukupi untuk menghasilkan kesan SZ sendiri. Tetapi, apabila ia berfungsi - kesan SZ menawarkan kaedah untuk mengukur jisim gugus galaksi - dan melakukannya dengan cara yang sangat berbeza dengan lensa graviti.
Kesan SZ dianggap dimediasi oleh elektron dalam medium antara kluster. Ini bermaksud bahawa kesan SZ adalah semata-mata hasil dari bahan baryonic, kerana ini adalah akibat dari kesan Compton terbalik. Walau bagaimanapun, lensa graviti adalah hasil dari melengkapkan ruang-waktu - yang sebahagiannya disebabkan oleh adanya jirim baryonic, tetapi juga dari materi gelap (bukan non-baryonic).
Gralla et al menggunakan Sunyaev-Zel'dovich Array, susunan lapan teleskop radio sepanjang 3,5 meter di California, untuk meninjau 10 kelompok galaksi dengan lensa kuat. Mereka mendapati kecenderungan yang konsisten untuk jari-jari Einstein setiap lensa graviti berada di sekitar dua kali nilai yang diharapkan untuk jisim, ditentukan dari kesan SZ, dari setiap kelompok.
Radius Einstein adalah ukuran ukuran cincin Einstein yang akan terbentuk jika sekelompok berorientasi tepat pada bidang yang tepat menghadap ke Bumi - dan di mana anda, lensa dan sumber cahaya jauh yang diperbesar, berada semuanya dalam pandangan yang lurus. Galaksi lensa yang kuat umumnya hanya dekat dengan geometri ini, tetapi cincin dan jari-jari Einstein (dan jisimanya) dapat disimpulkan dengan cukup mudah.
Gralla et al menyatakan bahawa ini sedang dijalankan, untuk sekarang hanya mengesahkan masalah kepekatan berlebihan yang terdapat dalam tinjauan lain. Mereka mencadangkan satu kemungkinan ialah jumlah medium antara kluster mungkin kurang dari yang diharapkan - yang bermaksud bahawa kesan SZ meremehkan jisim sebenar kluster.
Sekiranya, sebagai alternatif, ia adalah kesan bahan gelap, akan ada lebih banyak perkara gelap dalam kelompok ini daripada ramalan 'model standard' semasa untuk kosmologi (Lambda-Cold Dark Matter) yang diramalkan. Para penyelidik nampaknya berniat untuk melakukan pemerhatian lebih lanjut sebelum mereka pergi ke sana.
Bacaan lanjut: Gralla et al. Pemerhatian Kesan Sunyaev Zel'dovich Terhadap Kluster Galaxy Lensing Kuat: Mengalami Masalah Kepekatan Berlebihan.
Dan hanya untuk kepentingan, surat Einstein mengenai lensa dan cincin: Einstein, A (1936) Aksi Lens seperti Bintang oleh Penyimpangan Cahaya di Medan Graviti. Sains 84 (2188): 506–507.
