Поиск спектрально-пространственных флуктуаций CMBR
на радиотелескопе РАТАН-600
(2000 г.)

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.