Астрономы Колумбийского университета сообщили о сигнале движения газа внутри скоплений галактик. В статье, опубликованной 13 октября 2026 года в Physical Review Letters, они объединили данные микроволнового обзора Planck и красные смещения галактик из Sloan Digital Sky Survey. В реликтовом излучении нашли дипольный рисунок со значимостью 3,6σ. Однако результат не позволяет отделить согласованное вращение газа от потоков, вызванных слияниями скоплений.

Для анализа отобрали 25 близких массивных скоплений, которые удалось сопоставить с рентгеновским каталогом. Направление вращения каждого объекта оценили по красным смещениям галактик внутри скопления. Если одна сторона скопления в среднем приближается к наблюдателю, а другая удаляется, это задаёт ось предполагаемого вращения. Затем исследователи развернули фрагменты карты Planck вдоль этих осей и сложили их.

Что именно показал эффект rkSZ

Реликтовое излучение заполняет Вселенную. Электроны горячего газа в скоплениях рассеивают его фотоны. Из-за эффекта Доплера газ, движущийся к наблюдателю, делает сигнал немного горячее, а удаляющийся газ немного холоднее. Поэтому движение, при котором одна сторона скопления направлена к нам, а другая от нас, оставляет на карте пару областей «теплее-холоднее», то есть диполь. Этот связанный с вращением вариант кинематического эффекта Сюняева-Зельдовича обозначают как rkSZ.

На сложенной карте диполь оказался ориентирован вдоль направления, которое исследователи определили по движениям галактик. Из 30 000 случайных складываний только 0,02% дали сигнал не меньше измеренного. Авторы оценили значимость в 3,6σ: случайную флуктуацию они исключают с заявленной вероятностью 99,98%. Амплитуда и форма сигнала качественно согласуются с гидродинамическими симуляциями, но не позволяют вычислить точную скорость вращения газа.

Ограничение связано с самим определением rkSZ. В этой работе к нему относят и согласованное вращение, и потоки газа при недавних или продолжающихся слияниях. Теория и симуляции предсказывают, что слияния могут давать более сильный диполь, чем спокойное вращение. Кроме того, ось, восстановленная по галактикам, может не совпадать с настоящим направлением движения газа. По оценке авторов, такое рассогласование способно ослабить наблюдаемый сигнал более чем вдвое.

Результат сохраняется при проверках, хотя и становится слабее. После вычитания крупномасштабного градиента реликтового излучения сигнал составил 3,3σ. При альтернативной оценке шума, связанного с самими скоплениями, авторы получили около 2,9σ и отдельно отметили, что у этого теста есть ограничения.

Представим скопление, в котором газ действительно вращается: одна его сторона движется к нам, другая от нас. На общей карте получится диполь. Однако два потока, проходящие через скопление после столкновения, могут создать похожую картину и без вращения вокруг общей оси. Поэтому нынешний результат указывает на внутреннее дипольное движение газа, связанное с осью, которую оценили по галактикам, но слабее отвечает на вопрос о конкретном механизме.

Разобраться с этим помогут более крупные выборки, новые карты микроволнового неба и сравнение скоплений, разделённых по динамическому состоянию. Именно такое сопоставление должно показать, какая доля сигнала связана с когерентным вращением, а какая слияниями и другими потоками. Для подготовки обзора литературы по теме можно использовать сервис подготовки научных статей, но он не заменяет независимую проверку результатов исследования.

Схема показывает, как движение газа в скоплении через рассеяние фотонов создаёт диполь в реликтовом излучении и почему сигнал может быть связан как с вращением, так и со слиянием.

Фото: Benjamin Walsham / Pexels