Исследовательская группа под руководством физиков из Университета Калифорнии, Риверсайд, сообщает крошечных галактик-спутников Млечного Пути может быть использован для тестирования основных свойств «темной материи» — неярок материал думал составляют 85% вещества во Вселенной.
Используя сложные расчеты, исследователи показывают теория называется само взаимодействие темной материи, или СИДМ может убедительно объяснить разнообразные темные распределения материи в Драко и Fornax, два Млечного Пути более чем 50 обнаруженных галактик-спутников.
Преобладающие темные теории материи, называемой холодной темной материи, или МЧР, многое объясняет Вселенной, включая, как возникают структуры. Но давней проблемой для МЧР был объяснить различные темные распределения материи в галактиках.
Исследователи, возглавляемые Калифорнийского университета в Риверсайде хай-Бо Ю и Лора В. продаж, изучили эволюцию СИДМ «subhalos» Млечного Пути «прилива» поле — градиент гравитационного поля Млечного Пути, что спутник Galaxy ощущает в виде прилива сил. Subhalos являются темная материя кустики, на которых размещаются спутниковые галактики.
«Мы нашли СИДМ может производить разнообразные темные распределения материи в гало Драко и Fornax, в соответствии с наблюдениями», — заявил Ю., адъюнкт-профессор физики и астрономии и теоретической физике, с опытом работы в свойств частиц темной материи. «В СИДМ взаимодействие между subhalos и приливы Млечный Путь это приводит к более разнообразным распределения темной материи во внутренних областях subhalos, по сравнению с их коллегами МЧР.»
Драко и Fornax имеют противоположные крайности в их внутренний темное содержимое. Драко имеет самую высокую плотность темной материи среди девяти яркий Млечный Путь галактик-спутников; Fornax имеет самую низкую. Используя передовые астрономические измерения, астрофизиков недавно реконструировали их орбитальным траекториям в приливной области Млечного Пути.
«Наша задача состояла в том, чтобы понять происхождение Драко и разнообразные темные дистрибутивы Fornax материи в свете этих новых измеренных орбитальной траектории», — сказал Ю. «Мы нашли СИДМ можете дать объяснение после приема внутрь оба приливных эффектов и темной материи собственной взаимодействий.»
Результаты исследования появляются в физическая.
Природа темной материи остается во многом неизвестным. В отличие от обычной материи, она не поглощают, отражают или излучают свет, что делает его трудно обнаружить. Определение природы темной материи является одной из центральных задач в физике элементарных частиц и астрофизике.
В ХДД, частицы темной материи предполагается бесстолкновительной, и каждая галактика находится в гало темной материи, которая образует гравитационное лесов держа его вместе. В СИДМ, темная материя предлагается самостоятельно взаимодействовать через новую темную силу. Частицы темной материи, как предполагается, сильно сталкиваются друг с другом во внутреннем гало, близких к центру Галактики-этот процесс называется темная материя самодействие.
«Наша работа показывает спутниковые галактики Млечного Пути, может стать важным тесты различных темных теории материи», — сказал продажах, доцент кафедры физики и астрономии и астрофизика с опытом работы в численное моделирование формирования галактик. «Мы показываем взаимодействие между темной материей самостоятельной взаимодействий и приливных взаимодействий может приводить к появлению новых подписей в СИДМ, что не ожидается, что в общепринятой теории МЧР.»
В своей работе ученые в основном используется численное моделирование, так называемое «N-тела моделирование» и получили ценные интуиции посредством аналитического моделирования перед запуском симуляции.
«Наши расчеты показывают романе динамика, когда СИДМ subhalo развивается в приливном поле», — сказал Омид Ѕамеіебыл, бывший УЦР аспирант, который работал с Ю. и продажам, а теперь научный сотрудник Техасского университета в Остине работают над численное моделирование формирования галактик. «Считалось, замечания Драко были несовместимы с СИДМ прогнозы. Но мы нашли subhalo в СИДМ может производить высокую плотность темной материи, чтобы объяснить Драко».
Продажи объяснил СИДМ прогнозирует уникальное явление под названием «ядро коллапс».В некоторых случаях, внутренняя часть гало разрушается под влиянием гравитации и обеспечивает высокую плотность. Это противоречит обычным ожиданиям, что темная материя самостоятельного взаимодействия приводят к низкой плотности гало. По продажам сказал, моделирования команды определить условия для основного распада происходят в subhalos.
«Чтобы объяснить высокую плотность темной материи Драко, его исходной концентрации гало должен быть высоким», — сказала она. «Больше темной материи, масса должна быть распределена во внутреннем гало. В то время как это верно для обоих ХДД и СИДМ для СИДМ ядро-распад явление может произойти только в случае, если концентрация высокая, так что сроки распада меньше, чем возраст Вселенной. С другой стороны, Fornax имеет низко-концентрированные subhalo, и, следовательно, его плотность остается низкой.»
Исследователи подчеркнули, что их текущая работа в основном сосредоточена на СИДМ и не дать критическую оценку того, насколько хорошо ХДД может объяснить, как Драко и Fornax.
После того, как команда использовала численное моделирование, чтобы правильно учитывать динамическое взаимодействие между темной материей собственной взаимодействий и приливных взаимодействий, исследователи наблюдали поразительный результат.
«Центральный темной материи в СИДМ subhalo может быть увеличения, вопреки обычным ожиданиям», — сказал Ѕамеіебыл. «Главное, что наши моделирования определить условия для этого явления в СИДМ, и мы покажем этим можно объяснить замечания Драко.»
Исследовательская группа планирует расширить изучение других галактик-спутников, в том числе ultrafaint галактик.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!