|
Одним из вероятных механизмов формирования флуктуаций температуры CMBR
после рекомбинации водорода может быть рассеяние малыми неоднородностями
плотности вещества, при наличии у них пекулярных скоростей и непрозрачности
их для электромагнитного излучения. Пекулярные скорости различного
пространственного масштаба предсказываются во всех моделях эволюции. В то же
время, непрозрачность может быть обусловлена различными причинами.
На стадии, когда температура вещества и излучения становится меньше
500 - 600 К, непрозрачность может появиться в результате рассеяния в линиях
молекул, если в веществе есть различные химические элементы, а именно:
He, D, Li, C, N, O. Во всех этих случаях проявляется существенная
особенность флуктуаций - очень сильная частотная зависимость эффекта.
Поиск спектрально пространственных флуктуаций космического радиоизлучения
проводился на южном секторе радиотелескопа РАТАН-600 на волне 6.2
см в апреле 1999 и в феврале 2000 г.г. Для увеличения времени накопления
сигнала при неподвижной антенне были использованы кривые прохождения
вблизи полюса Мира на видимом склонении +89 град. 30'.
Ширина диаграммы
направлености антенны на этой высоте составляла 45"х7', так что источник
проходил горизонтальную диаграмму за 343 сек, что давало выигрыш по
чувствительности более, чем в 10 раз. В результате было отобрано 10
наблюдений в апреле 1999 г. и 16 наблюдений - в феврале 2000 г.
Для изучения
пространственных характеристик сигнала в каждом канале спектрометра
вычислялся спектр мощности флуктуаций ( квадраты амплитуд ) по прямому
восхождению с помощью программы БПФ по 64 точкам.
Измеренные спектры пространственных флуктуаций выглядят совершенно плоскими.
Однако заметна неоднородность спектров в области пространственных периодов
около 4' ( физический период на записи - 32m ).
Неоднородность не является случайной, поскольку не только подтверждается
наблюдениями в двух разных циклах, но и исчезает на спектре разностного
сигнала или при подключении вместо рупора холодной согласованной нагрузки.
Сравнение амплитуды наблюдаемой спектральной детали с модельными спектрами
искусственного синусоидального сигнала, смешанного с наблюдаемым шумовым
сигналом, показало, что она составляет примерно 0.003 К. Эта величина в 3
раза больше ср. кв. ошибки измерения единичного отсчета пространственного
спектра мощности в наших измерениях и, с другой стороны, - порядка 10-3
от величины дельта Т/Т.
Для первой вращательной линии молекулы LiH и при угловом масштабе 4'
имеем линейный размер протообъекта L примерно 180 кпк, что соответствует
барионной массе примерно 1014 Mo.
Взяв соответствующие константы
для оптической толщины и предполагая пекулярную скорость порядка 60 км/с,
получаем оценку обилия этих молекул меньше 3 х 1014. Это значение
примерно на 3 порядка уменьшает диапазон оценок, имеющихся в разных
работах и вполне разумно с точки зрения кинетики молекул в неравновесном
состоянии при наличии градиентов скорости и плотности.
Однако
окончательный вывод о физических условиях в таких объектах требует более
тщательного расчета.
|