22:28
Темная материя: наш метод улавливания призрачных ореолов может помочь раскрыть, из чего она сделана

Поиски темной материи-неизвестной и невидимой субстанции, которая, как считается, составляет подавляющее большинство материи во Вселенной, - находятся на перепутье. Хотя он был предложен почти 70 лет назад и его интенсивно искали - с помощью больших коллайдеров частиц, детекторов глубоко под землей и даже инструментов в космосе, – его до сих пор нигде не нашли.

Но астрономы пообещали не оставлять” камня на камне " и начали забрасывать свою сеть все шире в галактику. Идея состоит в том, чтобы извлечь информацию из астрофизических объектов, которые, возможно, видели ее фрагменты, когда они проходили мимо. Мы только что предложили новый метод отслеживания галактического газа – и он может помочь нам понять, из чего он на самом деле состоит.

Физики считают, что темная материя имеет склонность структурироваться в иерархию гало и субгало с помощью гравитации. Массы этих сгустков падают на спектр, причем более низкие массы, как ожидается, будут более многочисленными. Есть ли предел тому, насколько легкими они могут быть? Это зависит от природы частиц темной материи.

Тепло против холода

Темную материю нельзя увидеть непосредственно. Мы знаем, что он существует, потому что можем видеть гравитационное воздействие, которое он оказывает на окружающую материю. Существуют различные теории о том, что такое темная материя на самом деле. Стандартная модель предполагает, что она холодная, то есть движется очень медленно и взаимодействует с другой материей только под действием силы тяжести. Это согласуется с тем, что он состоит из частиц, известных как аксионы или слабаки. Другая теория, однако, предполагает, что он теплый, что означает, что он движется с более высокой скоростью. Одним из таких кандидатов частиц является стерильное нейтрино.

Впечатление художника от ожидаемого распределения темной материи вокруг Млечного Пути, видимого в виде голубого ореола. ESO / L. Calçada, CC BY-ND

Если темная материя холодна, галактика типа Млечного Пути может содержать один или два субгалоида весом до 1010 Солнц и, скорее всего, сотни с массой около 108 Солнц. Если темная материя теплая, ореолы светлее, чем около 108 Солнц, не могут образоваться легко. Таким образом, подсчет светлых масс темных ореолов может рассказать нам кое-что о природе темной материи.

Отпечаток ореола

Мы полагаем, что существование ореолов меньшей массы может быть обнаружено тщательно спланированными наблюдениями. Астрономы уже довольно хорошо освоили эту игру в прятки с ореолами темной материи и разработали наблюдения, чтобы выявить ущерб, который они оставляют после себя.

Скопление галактик с темной материей, нанесенной на карту синим цветом и яркими рентгеновскими лучами-розовым. Смитсоновский институт / Википедия, CC BY-SA

На сегодняшний день наблюдения направлены главным образом на изменение распределения звезд в Млечном Пути. Например, Большое Магелланово Облако, меньшая галактика, вращающаяся вокруг нашей, похоже, имеет ореол темной материи, который достаточно массивен, чтобы вызвать огромный след, заставляющий звезды из разных обширных областей двигаться в унисон.

Некоторые из меньших ореолов темной материи, которые, как считается, свистят внутри Млечного Пути, могут иногда пронзать крупные звездные объекты, такие как шаровые скопления (сферическая коллекция звезд), оставляя в них контрольные промежутки. Ореолы темной материи также могут влиять на то, как свет изгибается вокруг астрофизических объектов в процессе, называемом гравитационным линзированием.

Но сигналы, оставшиеся в Звездных распределениях, слабы и подвержены путанице с собственными движениями звезд. Другой способ исследовать влияние ореолов - это посмотреть на галактический газ, на который они влияют. Галактики имеют много горячего газа (с температурой около 106 градусов Кельвина), который простирается до их края, обеспечивая широкую сеть для ловли этих ореолов темной материи.

Используя комбинацию аналитических расчетов и компьютерного моделирования, мы показали, что темные ореолы тяжелее 108 солнечных масс могут сжимать горячий газ, через который они движутся. Это создаст локальные всплески плотности газа, которые могут быть зафиксированы рентгеновскими телескопами. По прогнозам, они будут незначительными, порядка нескольких процентов, но они будут в пределах досягаемости предстоящих телескопов "Рысь" и "Афина".

Наши модели также предсказывают, что всплески плотности более холодного галактического газа (с температурой около10,5 к) Будут еще более значительными. Это означает, что более холодный газ может регистрировать прохождение ореолов темной материи даже более чувствительно, чем горячий газ.

Другой многообещающий способ наблюдения вызванных темной материей флуктуаций в Газе-это использование фотонов (световых частиц) из космического микроволнового фона – света, оставшегося после Большого Взрыва. Этот свет рассеивает высокоэнергетические электроны в горячем газе таким образом, что мы можем обнаружить, обеспечивая дополнительный подход к другим исследованиям.

В течение следующих нескольких лет этот новый метод может быть использован для тестирования моделей темной материи. Независимо от того, будут ли найдены ореолы темной материи ниже 108 солнечных масс в предсказанных числах или нет, мы узнаем что-то полезное. Если бы числа совпадали, стандартная космологическая модель прошла бы важный тест. Если они отсутствуют или их гораздо меньше, чем ожидалось, стандартная модель будет исключена, и нам придется искать более жизнеспособную альтернативу.

Темная материя остается загадкой, но для ее решения предстоит проделать огромную работу. Независимо от того, придет ли ответ от приборов на Земле или астрофизических зондов, это, несомненно, будет одним из самых важных открытий века.

Похожие материалы:

Так же рекомендуем посмотреть:

Коронавирус: как заставить работать трехуровневую блокировку


Являются Ли Тампоны Токсичными?


Британские секреты НЛО в документах

Категория: Космос / Планеты / Технологии | Просмотров: 75 | Добавил: admin | Теги: ESO, BY-SA, из чего она сделана, галактический газ, наш метод улавливания призрачных ор, млечный путь, BY-ND, стандартная модель, горячий газ, темная материя, Ореол, самое дело, Масса | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
avatar