Pesquisadores usando o Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) conseguiram imagens de um "buraco" de rádio em torno de um aglomerado de galáxias a 4,8 bilhões de anos-luz de distância. Esta é a imagem de maior resolução já obtida de tal buraco causado pelo efeito Sunyaev-Zel'dovich (efeito SZ). A imagem prova a alta capacidade do ALMA de investigar a distribuição e a temperatura do gás em torno dos aglomerados de galáxias através do efeito SZ.

Uma equipe de pesquisa liderada por Tetsu Kitayama, Toho University, Japão, e Eiichiro Komatsu, Instituto Max Planck de Astrofísica, Alemanha, usou o ALMA para investigar o gás quente em um aglomerado de galáxias. O gás quente é um componente chave para entender a natureza e a evolução dos aglomerados de galáxias. Mesmo que o gás quente não emita ondas de rádio, que seria detectável com ALMA, o gás espalha as ondas de rádio do Fundo Cósmico da Microonda e faz um "buraco" ao redor do aglomerado de galáxias. Isso é chamado de efeito Sunyaev-Zel'dovich (Nota).

A equipe observou o aglomerado de galáxias RX J1347.5-1145 localizado a 4,8 bilhões de anos-luz de distância. Este aglomerado de galáxias é bem conhecido entre os astrônomos por seu forte efeito SZ e foi observado muitas vezes com radiotelescópios. Essas observações revelaram uma distribuição desigual do gás quente neste aglomerado de galáxias, o que não foi visto nas observações de raios-X. Os astrônomos, portanto, precisavam de observações de alta resolução; estes no entanto, eram difíceis de obter com interferômetros de rádio de alta resolução, já que o gás quente nos aglomerados de galáxias é relativamente suave e amplamente distribuído.

O ALMA utilizou o Atacama Compact Array para superar essa dificuldade, que fornece um campo de visão mais amplo com suas antenas de diâmetro menor e a configuração de antena compacta. Usando os dados do Morita Array, os astrônomos podem medir com precisão as ondas de rádio de objetos que se estendem por um grande ângulo no céu. Com ALMA, a equipe obteve assim uma imagem de efeito SZ de RX J1347.5-1145, com o dobro da resolução e dez vezes melhor sensibilidade do que as observações anteriores. Esta é a primeira imagem do efeito SZ com ALMA.

"A nova observação do ALMA não apenas confirma as observações anteriores, mas também fornece uma imagem com a mais alta resolução e maior sensibilidade, que abrirá uma nova era da ciência SZ, "Eiichiro Komatsu aponta." A incompatibilidade entre as observações de rádio e raios-X nos leva à conclusão de que este aglomerado está passando por uma fusão violenta, e pensamos que há uma aglomeração de gás que é incrivelmente quente. "

O Fundo Cósmico de Microondas (CMB) é a radiação remanescente do Big Bang e suas ondas de rádio chegam até nós de todas as direções. Quando as ondas de rádio CMB passam pelo gás quente em um aglomerado de galáxias, as ondas de rádio interagem com elétrons de alta energia no gás quente e ganham energia. Como resultado, a radiação é transferida de ondas de rádio para energia mais alta. Observando da Terra, o CMB na faixa de energia original tem menos intensidade perto do aglomerado de galáxias. Isso é chamado de "efeito Sunyaev-Zel'dovich, "proposto pela primeira vez por Rashid Sunyaev (atualmente diretor do Instituto Max Planck de Astrofísica) e Yakov Zel'dovich em 1970.