Астрономија

Да ли на тамну материју утиче гравитација барионске материје?

Да ли на тамну материју утиче гравитација барионске материје?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Колико знам, галаксије и јата се формирају дуж такозваних „галактичких филамената“ на које утиче мрежа тамне материје која их организује у овом положају у свемиру. Изгледа да тамна материја гравитацијом привлачи барионску материју. Али да ли је тачно и обрнуто и да „наша“ маса има гравитационе силе на тамну материју? А ако не, зашто то иде само у једном смеру?

У студији су научници посматрали четири галаксије у судару јата Абелл 3827 и открили да се затвара један од омотача тамне материје у галаксији иза њега. Заостатак у систему износи 5.000 светлосних година (50.000 милиона милиона километара - НАСА-ина свемирска сонда Воиагер учинила би 90 милиона година да пређе ту удаљеност. Очекује се да ће створити неко заостајање између галаксије и повезане мрачне материје када тамна материја утиче на себе, ма како мали, другим силама осим гравитације.

Такође погледајте хттпс://ввв.иоутубе.цом/ватцх?в=ктфТУПхКсутК и хттп://спацетелесцопе.орг/невс/хеиц1506/


Тамна материја привлачи барионе не само „врстом гравитације“, већ једноставно гравитацијом. Све што има масу (чак и ако је то само релативистичка маса попут светлости) привлачи све остало гравитацијом, а самим тим и бариони привлаче и тамну материју.

Разлог зашто тамна материја „организује“ галаксије је тај што је има много више, отприлике 7 пута више, да будемо прецизни. Дакле, на великим размерама, динамиком галаксија доминира тамна материја. Али зато што бариони могу да расипају енергију, он се може срушити у накупинама - као што су молекуларни облаци - којима бариони доминирају.


Предавање 43: Тамна материја

П: Где је додатна маса ако не долази од звезда?

О: Галаксије су се прошириле "тамни ореоли"

  • Садржи & гт90% масе галаксије
  • продуженији од компоненте звездане светлости
  • орбите сателитских галаксија сугеришу да се може проширити до 200 кпц или више!

Фритз Звицки'с & куотМиссинг Масс & куот

    Пронађене необичне брзине

Звицки је предложио да & куотмиссинг масс & куот додаје додатну гравитацију да држи јато на окупу.

Тамна материја у гроздовима

Накнадна посматрања показала су да су јата галаксија 90-99% тамне материје.

  • Кластери су испуњени врућим рентгенским зрачењем који емитује интергалактички гас. Без тамне материје овај гас би се расипао.
  • Гравитационо сочивање позадинских галаксија скупима захтева тамну материју у скупинама.

Тамна материја

То је & куотДарк & куот јер се не може директно открити помоћу светла (било које врсте).

  • Чини да се спољни делови галаксија окрећу брже него што се очекивало од њихове звездане светлости.
  • Чини галаксије у јатима да орбитирају брже него што се очекивало од укупне звездане светлости галаксија.

Шта је то?

  • Егзотичне субатомске честице које само делују са материјом путем гравитације (или можда Слабе силе)?

Барионска тамна материја

  • Смеђи патуљци и планете величине Јупитера.
  • Дифузни облаци гаса
  • хладни звездани остаци (црне рупе, неутронске звезде и бели патуљци)
  • Смрзнуте водоничне снежне кугле

Претраге за микроленсирање

  • ГР предвиђа: гравитација тамног објекта савија звездану светлост удаљеније звезде.
  • То чини & куотГравитациону микролећу & куот; која звезду тренутно увећава док пролази.

Гравитационо микроленсирање

  • Случајно поравнање између тамног објекта и удаљене звезде чини гравитациону сочиву.
  • Кретање сочива и удаљене звезде чини га да пређе Земљу.
  • Како сочиво пролази, видимо како далека звезда нагло посветли на свим таласним дужинама, а затим избледи до нормалног сјаја.

Мицроленсинг Цоллаборатионс

Поравнања шанси су врло ретка.

  • Велики број међународних сарадника надгледа ЛМЦ и Галактичку избочину.
  • До сада су колективно пронашли

Небарионска тамна материја

Основне честице које делују само гравитацијом или слабом силом.

Претраге честица тамне материје

Претражује директно откривање честица тамне материје.

  • Покушаји мерења масе неутрина
  • Експерименти Партли Цоллидер-а за стварање нових основних масивних честица у сударима.
  • Претражује & куот; хладну тамну материју & куот; честице које погађају Земљу из свемира.

(Веома) радикалан предлог:

Неки су сугерисали да Тамна материја не постоји, већ је наша теорија гравитације погрешна у великим размерама!


Барионификација & # 8211 Симулације Н-тела тамне материје и утицај гасне трофизике

Стандардни модел космологије (ΛЦДМ) са изузетном прецизношћу нам говори о садржају свемира. Материја се може поделити на два дела: нормална, видљива, материја укључујући галаксије, звезде и гас који познајемо и волимо на ноћном небу, и други много већи комад & # 8211 невидљиве тамне материје. Видљива материја се назива & # 8220бариониц & # 8221 (као у, направљена од бариона), и долази заједно са свом богатом физиком течности, термодинамике и зрачења. Супротно томе, тамна материја (барем она хладна) је изузетно једноставна. Тамна материја делује само гравитационо и ова једноставна чињеница омогућава врло прецизну симулацију динамике тамне материје користећи Њутнову симулацију гравитације Н-тела.

Симулације Н-тела само са тамном материјом изврсне су за описивање формирања густих ореола тамне материје, где се одвија формирање галаксије, али нам не говоре ништа о настанку галаксије или њеним ефектима, где нормална барионска материја игра велику улогу. Да би се тачно ухватила целокупна физика у игри, потребне су хидродинамичке космолошке симулације које укључују гас, звезде и зрачење (види Слика 1). Међутим, чак и ове симулације & # 8220фулл-хидро & # 8221 у основи су ограничене скалама најмање дужине које се могу решити у симулацији (често реда 1 кпц & # 8211 за референцу, најближа звезда Сунчевом систему је отприлике 1 ком) далеко). Као резултат, они не могу да ухвате све детаље малих ефеката који покрећу одлив гаса (или & # 8220феедбацк & # 8220) експлозијама супернових или активним галактичким језгрима (АГН). Савремено решење за ово је употреба тзв подмрежни модели, који приближно бележе ефекат физике малог обима који се не може решити.

Слика 1: Визуелни утицај бариона на расподелу тамне материје. Оба панела приказују просторну расподелу тамне материје из: Лево: само за тамну материју, Јел тако: и потпуно хидро-симулације. Када се укључи барионска физика, профил густине у датом ореолу тамне материје изгледа глатко и има мање малих ореола. Прилагођено из Гаррисон-Киммел и сар. 2017.

Данас се чланак бр. 8217 бави ефектом бариона & # 8211 и посебно повратним информацијама & # 8211 на дистрибуцију тамне материје. Можда сте чули да живимо у доба прецизне космологије, и запањујуће, космолози сада морају да брину о ефектима процентуалног нивоа у својим моделима расподеле густине тамне материје на релативно малим скалама дужине. Да би постигли овај ниво тачности, модели и симулације морају да узму у обзир утицај бариона на расподелу тамне материје, што гравитационо може да поремети нешто попут АГН млаза. Такви поремећаји се не узимају у обзир у симулацијама само тамне материје које се широко користе у космолошким анализама, обично зато што су хидро симулације астрономски скупље рачунски скупље од оних само тамне материје. Ова разлика у цени је толико огромна да би употреба само хидро симулација у космолошким анализама била немогућа. Суочени са овом дилемом, шта ми радимо?

Барионска корекција

Ови аутори предлажу пут напријед узимајући излазну густину материје у симулацији само за тамну материју и узимајући у обзир барионе помоћу корекција хало профила који утичу на измерену статистику. Спектар снаге материје П (к) је примарна сумарна статистика која се користи за испитивање расподеле густине материје за информације о основним космолошким параметрима. У својој основи, спектар снаге материје приближно вам говори колико је вероватно да се материја кластерује гравитационо на одређеној скали дужине. Написан је у функцији таласног броја к, што можете замислити приближно као обрнуту дужину.

Да би измерили утицај укључивања хидродинамичке физике у симулације на ову централну статистику, аутори моделирају утицај различитих компонената под утицајем бариона на профил густине хало тамне материје (погледајте, на пример, овај астробит за неке расправе о хало профилима). Додавањем звезданих и гасних профила, аутори модификују профил густине ореола само у тамној материји ваниле. Слика 2 приказује утицај сваке од ових компоненти појединачно на спектар снаге материје кроз однос снаге израчунате из симулација са хидродинамиком и снаге израчунате само са симулацијама само за тамну материју.

Слика 2: Слика 6 тренутног рада. Однос сумарне статистике избора (спектар снаге материје) за хидродинамичке симулације и симулације само тамне материје (ДМО). Овде су набројане хидродинамичке компоненте модела и све доприносе кашичастом потискивању спектра снаге само тамне материје. Ово сузбијање је најјаче при високом таласном броју к, или на скали мале дужине.

Детаљно, компоненте модела имају четири главна ефекта:

  1. Гравитационо везан гас (испрекидана линија) & # 8211 врући гас који се мота око халоа и производи Кс-зраке.
  2. Избачени гас (танка тачкаста линија) & # 8211 гас који је избачен повратним ефектима, као што је одлив АГН.
  3. Галактичке звезде (испрекидана линија) & # 8211 гас који се формирао у звезде унутар централне галаксије
  4. & # 8220Опуштање & # 8221 тамне материје (широка испрекидана линија) & # 8211 или како тамна материја динамички реагује на све горе наведене ефекте радијалним скупљањем или ширењем.

Нето ефекат (пуна линија) свих ових доприноса је укупно потискивање спектра снаге материје при високом таласном броју к , или на скалама мале дужине. Ово потискивање показује да се на малим размерама симулације само тамне материје значајно не слажу са хидро-симулацијама, са неусклађеношћу до 20% због барионске физике! Аутори примећују да је избачени гас у целини најважнији ефекат, али да је звездана компонента посебно доминантна у малим размерама (пораст у односу на к


Тамна материја:

Упоређивањем процена масе са посматраном количином светлости из галаксија и обиљем светлосних елемената, постоји проблем са уделом масе Свемира која је у нормалној материји или барионима. Удео лаких елемената указује да је густина Универзума у ​​барионима само 2 до 4%, што меримо као посматрану густину. Чини се да остатак масе „недостаје“, што значи да је непримећен или таман.

Тачно је колико је Универзум у облику тамне материје мистерија и тешко је одредити, очигледно јер није видљива. Мора се закључити по њеним гравитационим ефектима на светлећу материју у Универзуму (звезде и гас) и обично се изражава као однос масе и осветљености (М / Л). Висок М / Л указује на пуно тамне материје, а ниски М / Л указује на то да је већина материје у облику барионске материје, звезда и звезданих остатака плус гаса.

Важна тачка проучавања тамне материје је начин на који се она дистрибуира. Ако је распоређен попут светлеће материје у Универзуму, већина је у галаксијама. Међутим, студије М / Л за низ скала показују да тамна материја постаје све доминантнија на већим скалама.

Што је најважније, на врло великим скалама од 100 Мпц (Мпц = мегапарсец, милион парсецс и кпц = 1000 парсецс) закључена количина тамне материје је близу вредности потребне за затварање Универзума. Због тога је проблем тамне материје важан из два разлога, један је да се утврди каква је природа тамне материје, да ли је то нови облик неоткривене материје ?, други је утврђивање да ли је количина тамне материје довољна да затвори Универзум.


Да ли је Хекакуарк са звездом & # 8220Д & # 8221 честица тамне материје?

Од шездесетих година прошлог века, астрономи су теоретизовали да сва видљива материја у Универзуму (тзв. Барионска или & # 8220светлећа материја) чини само мали део онога што заправо постоји. Да би доминантна и временом тестирана теорија гравитације функционисала (како је дефинисана Општом релативношћу), научници су морали да претпоставе да отприлике 85% масе у Универзуму чине & # 8220Мрачна материја & # 8221.

Упркос многим деценијама студија, научници још увек нису пронашли никакве директне доказе о Тамној материји, а саставна честица и њено порекло остају мистерија. Међутим, тим физичара са Универзитета Иорк у Великој Британији предложио је нову честицу кандидата која је недавно откривена. Позната као хексакварак д-звезде, ова честица је могла да формира & # 8220Мрачну материју & # 8221 у Универзуму током Великог праска.

Одговорни тим чинили су др Михаил Башканов и професор Данијел Ватс са Одељења за физику Универзитета у Јорку. У студији која је недавно објављена у Часопис за физику Г: Физика нуклеарне и честица, пар је израчунао својства д-звезданих хексакварака као потенцијалног новог кандидата за Тамну материју.

Научници знају да тамна материја постоји због њене интеракције гравитацијом са видљивим материјама попут звезда и планета. Заслуге: Универзитет у Иорку

Хексакварак је пример Бозе-Ајнштајновог кондензата, специјалног & # 8220петог стања материје & # 8221 које се обично формира када се ниске густине бозонских честица охладе на близу апсолутне нуле. Састоје се од шест кваркова, који се углавном комбинују у тројке да би направили протоне и неутроне, да би створили честицу бозона. То значи да присуство више д-звезда може довести до комбинација које ће произвести друге ствари осим протона и неутрона.

Годинама је постојање шестерокута д-звезде било само теоретско све док експерименти спроведени 2011. године (и најављени 2014. године) нису указали на могуће откривање честице. Детекција се одвијала на нивоу енергије од 2380 МеВ и трајала је само делић секунде (10? 23 секунде). Истраживачка група из Јорка сугерише да су слични оним какви би били услови убрзо после Великог праска.

У то време, они се усуђују, многи хексакварси са д-звездама могли су да се групишу док се Свемир хладио и ширио да би формирао & # 8220 пето стање материје. & # 8221 Као што је рекао професор Ваттс у недавном саопштењу за штампу Универзитета у Јорку:

& # 8220Порекло тамне материје у свемиру једно је од највећих питања у науци и оно које је до сада било празно. Наши први прорачуни показују да су кондензати д-звезда изводљиви нови кандидат за тамну материју и чини се да је ова нова могућност вредна даљег, детаљнијег испитивања. Резултат је посебно узбудљив јер не захтева никакве концепте који су нови у физици. & # 8221

Утисак уметника о два бариона, састављена од по три кварка, који се комбинују у хексакварак. Заслуге: Универзитет у Единбургу

У суштини, њихови резултати су показали да су током најранијих тренутака после Великог праска, док се космос полако хладио, могли да се формирају стабилни д * (2830) хексаваркови уз барионску материју. Шта више, њихови резултати указују на то да би стопа производње ове честице била довољна да представља 85% масе Универзума за коју се верује да је Тамна материја.

Истраживачи сада планирају да сарађују са научницима из Немачке и САД-а како би тестирали њихову теорију и трагали за хексаварковима д-звезда у космосу. Они већ имају на уму неке могуће астрономске потписе, које су представили у својој недавној студији. Поред тога, надају се да ће створити ове субатомске честице у лабораторијском окружењу како би видели да ли се понашају онако како је предвиђено. Све ово ће бити предмет њихових следећих студија.

& # 8220 Следећи корак за успостављање овог новог кандидата тамне материје биће стицање бољег разумевања начина интеракције д-звезда & # 8211 када се привлаче и када се међусобно одбијају, & # 8221 рекао је др Башканов. & # 8220Водимо нова мерења за стварање д-звезда унутар атомског језгра и утврђивање да ли се њихова својства разликују од оних када су у слободном свемиру. & # 8221


Тамна материја

За разлику од нормалне материје, тамна материја не ступа у интеракцију са електромагнетном силом. То значи да не апсорбује, одбија или емитује светлост, што га чини изузетно тешким за уочити. У ствари, истраживачи су могли да закључе о постојању тамне материје само из гравитационог ефекта који она изгледа има на видљиву материју. Чини се да тамна материја надмашује видљиву материју отприлике шест према један, што чини око 27% свемира. Ево отрежњујуће чињенице: Материја коју познајемо и која чини све звезде и галаксије чини само 5% садржаја универзума! Али шта је тамна материја? Једна идеја је да би могла да садржи „суперсиметричне честице“ - претпостављене честице које су партнери онима које су већ познате у Стандардном моделу. Експерименти на Великом хадронском сударачу (ЛХЦ) могу пружити директније назнаке о тамној материји.

Многе теорије кажу да би честице тамне материје биле довољно лагане да би се могле произвести на ЛХЦ. Да су створени у ЛХЦ, неприметно би побегли кроз детекторе. Међутим, они би однели енергију и замах, тако да би физичари могли да закључе о њиховом постојању из количине енергије и импулса која „недостаје“ након судара. Кандидати тамне материје често се јављају у теоријама које сугеришу физику изван Стандардног модела, попут суперсиметрије и додатних димензија. Једна теорија сугерише постојање „Скривене долине“, паралелног света направљеног од тамне материје који има врло мало заједничког са материјом коју познајемо. Ако би се једна од ових теорија показала истинитом, то би могло да помогне научницима да боље разумеју састав нашег универзума и, посебно, како се галаксије држе заједно.


Ово је (вероватно) једини начин на који тамна материја ступа у интеракцију са обичном материјом

Тамна материја у последње време води научнике у помало дивљу гуску. Чини се да нова, тачнија мерења групе галаксија у судару указују на то да мистериозна супстанца вероватно са собом и обичном материјом ступа у интеракцију само гравитацијом, преокрећући закључке које су научници извукли из запажања три године раније.

Тамна материја чини око 27 процената садржаја универзума, али научници и даље знају врло мало о томе шта је заправо. Не емитује нити одбија светлост, што га чини веома тешким за проучавање. Његова гравитација, међутим, може да закриви пут светлости у феномену познатом као гравитационо сочиво, што је астрономима омогућило да утврде да нешто постоји напољу.

Пре три године, тим истраживача користио је свемирски телескоп Хуббле за посматрање галаксија које се сударају у јату Абелл 3827, смештеном на око 1,3 милијарде светлосних година од Земље. Тамна материја галаксија изгледала је одмакнута од видљиве материје у судару, што су научници рекли да би могло указати на то да би тамна материја могла да осећа и друге силе поред гравитације. [Тамна материја и тамна енергија: објашњена мистерија (Инфографика)]

Иста група научника поновила је ово запажање за нову студију са Атацама Ларге Милиллиметер / Субмиллиметер Арраи (АЛМА) у Чилеу. Моћни телескоп успео је да одабере детаље које опажање Хабла није ухватило: искривљену инфрацрвену светлост из позадинске галаксије. Нови подаци откривају локацију претходно неоткривене тамне материје око судара.

„Добили смо поглед на далеку галаксију са већом резолуцијом помоћу АЛМА-е него са чак свемирског телескопа Хуббле“, каже Лилииа Виллиамс, истраживач са Универзитета у Минесоти и коаутор новог дела. „Прави положај тамне материје постао је јаснији него у нашим претходним запажањима.“

Нова слика која се појавила указује да је већина тамне материје галаксија остала са њима током судара. То сугерише да тамна материја или искључиво осећа ефекте гравитације или да само слабо делује преко других сила. Алтернативно, кластер би се могао кретати према Земљи, у том случају не бисмо очекивали да ћемо видети било какво бочно померање у тамној материји, рекли су научници у изјави. Да је то случај, тамна материја би се померала или испред или иза јата, чинећи помак тешко открити. Тим ће своја сазнања објавити 6. априла на конференцији Европске недеље астрономије и свемирских наука у Ливерпулу, у Енглеској.

Астрономи широм света и даље у небо траже трагове о природи тамне материје. У последњих неколико година развиле су се многе нове хипотезе које објашњавају супстанцу док научници користе рачунарске моделе како би стекли бољу представу о томе шта треба тражити. „Различита својства тамне материје остављају контролне знакове“, рекао је у изјави Андрев Робертсон, истраживач са Универзитета Дурхам у Великој Британији и коаутор студије.

„Један посебно занимљив тест је да би интеракције тамне материје [учиниле] накупине тамне материје сферичнијим“, додао је Робертсон. „То је следећа ствар коју ћемо тражити“.

Ново дело ће се појавити у часопису Монтхли Нотицес оф тхе Роиал Астрономицал Социети.


Да ли на тамну материју утиче гравитација барионске материје? - Астрономија

Сад кад се показало да неутрини имају масу за одмор, да ли су они поново кандидати за стварање тамне материје?

Маса остатка неутрина која није нула је први пут предложена да објасни зашто је у експерименту шездесетих година откривено много мање соларних неутрина него што се очекивало. Број неутрина који са Земље доспевају са Сунца може се предвидети на основу сазнања која имамо о реакцијама сунчеве фузије које стварају неутрине. Када се предвиђања нису подударала са запажањима, било је неколико могућих објашњења. Или су модели Сунца били нетачни, знање о неутринама било је нетачно, или обоје. Већина напора усредсредила се на другу опцију, будући да је било неколико других посматрања Сунца која су подржавала тренутне соларне моделе. Да би се објаснио проблем соларног неутрина, једна теорија је да неутрини трпе осцилације. Једноставно речено, неутрино долази у различитим укусима и вероватноћа да је неутрино одређени укус може се променити како се честица шири. Ако се ове осцилације заиста догоде (а постоје експерименти за које се верује да су их открили), онда би неутрино требало да има масу одмора.

Па како се све ово уклапа у мистерију тамне материје? Неутрини су један од кандидата за тамну материју, али само ако имају масу мировања која није нула. Неутрино делује само слабом силом и гравитацијом што би објаснило да не видимо да се тамна материја не може детектовати интеракцијом са светлошћу попут барионске (нормалне) материје. Такође има толико неутрина да би чак и ако би имали само масу од једне хиљадите масе електрона, маса свих неутрина у свемиру могла би надокнадити несталу материју. Неутрини су најистакнутији кандидат у теорији вруће тамне материје која се сматра овде могућим објашњењем тамне материје у комбинацији са теоријом хладне тамне материје, а не самостално.

Ова страница је последњи пут ажурирана 27. јуна 2015.

О аутору

Сабрина Стиервалт

Сабрина је била постдипломска студентица на Цорнеллу до 2009. године када се преселила у Лос Ангелес да би постала истраживач у Цалтецх-у. Сада проучава спајање галаксија на Универзитету Виргиниа и Националној опсерваторији за радио астрономију у Цхарлоттесвиллеу. Такође можете да је одговорите на научна питања у њеном недељном подкасту као Еверидаи Еинстеин.


Тамне материје мање су утицале на ране галаксије Универзума

Нова запажања ЕСО-овог веома великог телескопа (ВЛТ) показују да су масивне галаксије које формирају звезде током врхунца епохе формирања галаксија, пре 10 милијарди година, доминирале нормалном материјом. То је за разлику од данашњих галаксија, где се чини да су ефекти тамне материје много већи.

Шематски приказ ротирајућих галаксија диска у раном свемиру (десно) и данас (лево). Нова запажања ВЛТ-а сугеришу да су на тако масивне галаксије дискова у раном свемиру мање утицале тамне материје (приказане црвеном бојом), јер су биле мање концентрисане. Као резултат, спољни делови удаљених галаксија ротирају се спорије од упоредивих региона галаксија у локалном Универзуму. Кредит за слику: ЕСО / Л. Цалцада.

Барионску (нормалну) материју видимо као сјајне звезде, ужарени гас и облаке прашине. Али тамна материја не емитује, не апсорбује или одбија светлост и може се посматрати само кроз њене гравитационе ефекте.

Присуство тамне материје може објаснити зашто се спољни делови оближњих спиралних галаксија ротирају брже него што би се очекивало да су присутне само нормалне материје које можемо директно видети.

Сада су др. Реинхард Гензел са Института за ванземаљску физику Мак Планцк и коаутори користили ВЛТ-ов К-опсежни вишеструки објектни спектрограф (КМОС) и спектрограф за ИНтеграл посматрање поља у блиској инфрацрвеној (СИНФОНИ) инструментима за мерење ротације шест масивне галаксије које формирају звезде у далеком Универзуму, на врхунцу формирања галаксија пре 10 милијарди година.

Оно што је тим открио било је интригантно: за разлику од спиралних галаксија у модерном универзуму, чини се да се спољни региони тих удаљених галаксија ротирају спорије од региона ближих језгру & # 8212 што сугерише да је присутно мање тамне материје него што се очекивало.

„Изненађујуће, брзине ротације нису константне, већ се даље смањују у галаксијама“, рекао је др Гензел.

„Вероватно постоје два узрока за ово“, додао је он.

„Прво, већином ових раних масивних галаксија снажно доминира нормална материја, при чему тамна материја игра много мању улогу него у Локалном универзуму.“

„Друго, ови рани дискови су били много турбулентнији од спиралних галаксија које видимо у нашем космичком суседству.“

Изгледа да су оба ефекта све израженија како астрономи гледају све даље у прошлост, у рани Универзум.

То сугерише да се 3 до 4 милијарде година после Великог праска, гас у галаксијама већ ефикасно кондензовао у равне, ротирајуће дискове, док су ореоли тамне материје који су их окруживали били много већи и шире се.

Очигледно је требало милијардама година дуже да се и тамна материја кондензује, тако да се њен доминирајући ефекат види само на брзинама ротације дискова галаксије данас.

Ово објашњење је у складу са запажањима која показују да су ране галаксије биле много богатије гасом и компактније од данашњих галаксија.

Пхилипп Ланг и др. 2017. Падајуће криве спољне ротације галаксија које формирају звезде на 0.6 & лт з & лт 2.6 сондиране са КМОС 3Д и СИНС / зЦ-СИНФ.


& # 8220Кључ за разумевање универзума & # 8221 & # 8211Чудна прича о галаксијама којима недостаје тамна материја

„Тамна материја је кључ за разумевање универзума“, каже астрофизичар Паул Давиес. ”После великог праска који је створио свемир пре 13,7 милијарди година, материја се глатко ширила свемиром, али потпомогнута гравитационом снагом тамне компоненте, обична материја се увлачила у накупине, које су касније еволуирале у галаксије које су изнедриле звезде, планете и , у једном случају барем за који ми знамо, живот “.

Давиесово посматрање, које дели већина научника, можда су открићем у новембру 2019. године астрономи из Националних астрономских опсерваторија Кинеске академије наука (НАОЦ), Универзитета у Пекингу и Универзитета Тсингхуа окренули главу. небо за још неоткривене галаксије којима изгледа да недостаје уобичајена компонента тамне материје, идентификовало је 19 галаксија које би могле да крше најосновнију теорију о томе како је свемир први пут настао.

Збуњује стандардни модел формирања галаксије

& # 8220Овај резултат је врло тешко објаснити коришћењем стандардног модела формирања галаксије, & # 8221 рекао је водећи аутор Ки Гуо из Кинеске академије наука у саопштењу за штампу о посебној популацији патуљастих галаксија које се углавном могу састојати од бариона у радијусу од на десетине хиљада светлосних година. То је у супротности са уобичајеним очекивањима да у тим регионима уместо тога доминира тамна материја.

У стандардној космологији Универзумом доминирају хладна тамна материја и тамна енергија, док бариони заузимају само 4,6% масе. Галаксије се формирају и развијају у системима у којима доминира тамна материја. У системима са великом масом, барионска фракција може достићи универзалну вредност, тј. 4,6%. У системима мале масе, барионска фракција може бити много нижа због њиховог плитког гравитационог потенцијала.

Утврђено је да сателитским патуљастим галаксијама у нашој Локалној групи доминира тамна материја до радијуса од неколико хиљада светлосних година. Међутим, статистичке студије динамике патуљастих галаксија изван Локалне групе претходно су биле ометене крајњом слабошћу таквих система. али подаци са више таласних дужина у последње време омогућавају такве студије.

Искористивши објављивање 40% података из Арецибо Легаци Фаст (АЛФА) каталога и Седмо објављивање података Слоан Дигитал Сурвеи-а, истраживачка група коју је водио проф. Гуо Ки из НАОЦ-а пронашла је 19 патуљастих галаксија које доминирају бариони у радијусима далеко већим од њихових полуоптичких радијуса (обично неколико хиљада светлосних година). Уобичајено, однос масе тамне материје и бариона достиже 10-1000 за & # 8220типичне & # 8221 патуљасте галаксије. Важно је рећи да је већина ових патуљастих галаксија у којима доминирају бариони изоловане галаксије, без утицаја оближњих светлих галаксија и окружења велике густине.

& # 8220Овај резултат је веома тешко објаснити коришћењем стандардног модела формирања галаксије у контексту космодологије подударности, и тиме подстиче људе да преиспитају природу тамне материје, & # 8221 рекао је проф.

Уместо стандардног модела хладне тамне материје, модел топле тамне материје или нејасни модел тамне материје можда би више одговарао формирању ове одређене популације патуљастих галаксија. Алтернативно, неки екстремни астрофизички процеси такође могу бити одговорни.
Даља посматрања су потребна да би се разумело настајање ових одређених патуљастих галаксија у којима доминира барион.

„Мислили смо да свака галаксија има тамну материју и да је тамна материја како галаксија почиње“, рекао је Пиетер ван Доккум, професор астрологије астрологије породице Голд Голдман из Јејла и водећи аутор студије из 2018. године у часопису Натуре, сугеришући да се галаксија приказује за први пут да тамна материја није увек повезана са традиционалном материјом на галактичкој скали, искључујући неколико тренутних теорија да тамна материја није супстанца, већ само манифестација закона гравитације на космичким скалама.

„Ова невидљива, мистериозна супстанца је најдоминантнији аспект сваке галаксије“, рекао је ван Доккум. „Дакле, проналазак галаксије без ње је неочекивано. Оспорава стандардне идеје о томе како мислимо да галаксије раде и показује да је тамна материја стварна. Има своје засебно постојање, осим осталих компонената галаксија. Овај резултат такође сугерише да можда постоји више начина за формирање галаксије “.

Hubble’s Clues Solve the Mystery –”Tidal Disruption”

New 2020 data from the Hubble Space Telescope explains the reason behind the missing dark matter in NGC 1052-DF4, which resides 45 million light-years from Earth. Astronomers discovered that the missing enigmatic matter can be explained by the effects of tidal disruption from gravity forces of the neighboring massive galaxy NGC 1035 that are stripping NGC 1052-DF4 of dark matter. while the stars feel the effects of the interaction with another galaxy at a later stage.

The discovery of evidence to support the mechanism of tidal disruption as the explanation for the galaxy’s missing dark matter has not only solved an astronomical conundrum, but has also brought a sigh of relief to astronomers. Without it, scientists would be faced with having to revise our understanding of the laws of gravity.

“This discovery reconciles existing knowledge of how galaxies form and evolve with the most favorable cosmological model,” said Mireia Montes of the University of New South Wales in Australia who led an international team of astronomers to study the galaxy using deep optical imaging. They discovered that the missing dark matter can be explained by the effects of tidal disruption.

Until now, said Montes the removal of dark matter in this way has remained hidden from astronomers as it can only be observed using extremely deep images that can reveal extremely faint features. “We used Hubble in two ways to discover that NGC 1052-DF4 is experiencing an interaction,” explained Montes. “This includes studying the galaxy’s light and the galaxy’s distribution of globular clusters.”

At the end of the day, the nature of dark matter remains a huge unsolved enigma. “The nature of dark matter is one of the biggest mysteries in science and we need to use any related new data to tackle it,” says astronomer Avi Loeb with the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.

Image credit: top of page shows that dark matter in the universe is distributed as a network of gigantic dense (white) and empty (dark) regions, where the largest white regions are about the size of several Earth moons. Van Waerbeke/Heymans/CFHTLens collaboration.

Click here to sign up for your free “The Galaxy Report” newsletter bringing you exclusive, weekly features and summaries of the discoveries, people and events that are changing our knowledge of the Universe and the future of the human species.


Погледајте видео: I Njutnov zakon na muralu (Децембар 2022).