Краткая история астрономии. Том 11. Темная материя

Часть 11-4
Млечный Путь и Солнечная система

Содержание

(том – часть – глава)

11-4-1. Тёмная материя в ближней Вселенной

11-4-2. В центре Млечного Пути обнаружены следы темной материи

11-4-3. У Земли предсказали существование «волос» из темной материи

11-4-4. В окрестностях Млечного Пути обнаружили следы темной материи

11-4-5. Гамма-излучение балджа Галактики не связано с темной материей

11-4-6. Физики предсказали «ураган» темной материи после столкновения Млечного Пути с другой галактикой

11-4-7. Физики возродили идею о сигнале темной материи из центра Галактики

11-4-8. Астрономы выяснили размеры темного гало нашей Галактики

11-4-9. На окраинах Млечного Пути не нашли нестабильной темной материи

11-4-10. Дополнительное излучение в центре Галактики не связано с распадом темной материи

11-4-11. Подтверждено существование таинственной темной материи в Млечном Пути

11-4-12. Темная материя замедляет вращение перемычки нашей Галактики

11-4-13. Ученые пересмотрели количество ультралегкой темной материи в Млечном Пути

Глава 11-4-1
Тёмная материя в ближней Вселенной

Известно, что тёмное вещество взаимодействует со «светящимся» (барионным) веществом, по крайней мере, гравитационным образом и представляет собой среду со средней космологической плотностью, в несколько раз превышающей плотность барионов. Последние захватываются в гравитационные ямы концентраций тёмной материи. Поэтому, хотя частицы тёмной материи и не взаимодействуют со светом, свет испускается оттуда, где есть тёмное вещество. Это замечательное свойство гравитационной неустойчивости сделало возможным изучение количества, состояния и распределения тёмной материи по наблюдательным данным от радиодиапазона до рентгеновского излучения.

Опубликованное в 2012 году исследование движения более 400 звёзд, расположенных на расстояниях до 13 000 световых лет от Солнца, не нашло свидетельств присутствия тёмной материи в большом объёме пространства вокруг Солнца. Согласно предсказаниям теорий, среднее количество тёмной материи в окрестности Солнца должно было составить примерно 0,5 кг в объёме земного шара. Однако измерения дали значение не более 0,06 кг тёмной материи в этом объёме. Это означает, что попытки зарегистрировать тёмную материю на Земле, например, при редких взаимодействиях частиц тёмной материи с «обычной» материей, вряд ли могут быть успешными.

Опубликованное в 2013 году исследование движения тел Солнечной системы, основанное на данных 677 тысяч позиционных наблюдений планет и космических аппаратов c 1910 годапозволило получить верхнюю оценку на количество возможного тёмного вещества в Солнечной системе — общее количество тёмной материи в пределах сферы, ограниченной орбитой Сатурна, составляет не более 1,7⋅10^-10 масс Солнца.

Глава 11-4-2
В центре Млечного Пути обнаружены следы темной материи

Февраль 2015

Считается, что темная материя «дирижирует» динамикой крупномасштабной структуры Вселенной, управляет эволюцией галактик и скоплений. Она образует колоссальные тяжи и сгустки, а между тем до сих пор не удается зарегистрировать никаких прямых свидетельств ее существования. Возможно, шагом к этому эпохальному открытию станет новая работа европейских ученых из обсерватории ESO.

Дело в том, что астрофизики до сих пор спорят о том, как распределяется темная материя в нашем Млечном Пути. Одни считают, что она образует своего рода внешнюю скорлупу, гало, окружающее галактику; другие полагают, что значительные ее количества имеются и в центре. Похоже, что правы были вторые: судя по данным недавней работы, темной материи в активном центре Млечного Пути предостаточно.

Ученые изучили собственные скорости движения звезд в разных областях нашей галактики и показали, как они меняются с изменением расстояния от центра. Эти данные были использованы для моделирования Млечного Пути с учетом современных представлений о количестве обычной материи в нем. Авторы показали, что, если не включать в расчет притяжение темной материи, результаты его резко не совпадут с наблюдаемыми скоростями звезд.

Единственный способ добиться согласия модели и наблюдений – ввести воздействие значительных количеств темной материи, присутствующей в центре Млечного Пути. Возможно, теперь многие попытки ее обнаружить будут направлены не к далеким мирам, а непосредственно в центр нашей галактики.

_{naked-science.ru, 10 февраля 2015}

_{https://naked-science.ru/article/sci/v-tsentre-mlechnogo-puti-obnar}

_{Журнал nature, 2015}

_{http://www.nature.com/nphys/journal/vaop/ncurrent/full/nphys3237.html}