06:21 | 17 апреля, 2021

Поиск темной материи - неизвестной и невидимой субстанции, которая, как считается, составляет подавляющее большинство материи во Вселенной - находится на распутье. Хотя она была предложена почти 70 лет назад и интенсивно разыскивалась - с помощью коллайдеров крупных частиц, детекторов глубоко под землей и даже инструментов в космосе - его до сих пор нигде не найти.
Физики ищут следы ореолов темной материи, проникающих в галактический газ фото 2
Дата : 13.11.2020   /  Фуад Кулиев   /   Комментариев: 0
Но астрономы пообещали «не оставить камня на камне» и начали расширять свою сеть в галактике. Идея состоит в том, чтобы извлечь информацию из астрофизических объектов, которые могли быть свидетелями ее фрагментов, когда они проходили мимо. Только что предложили новый метод отслеживания галактического газа — и он может помочь понять, из чего она на самом деле состоит.
Физики считают, что темная материя имеет склонность структурироваться в иерархию ореолов и субгало под действием силы тяжести. Массы этих сгустков попадают в спектр, и ожидается, что сгустков с меньшей массой будет больше. Есть ли предел тому, насколько они могут быть легкими? Это зависит от природы частиц темной материи.

Тепло против холода

Темную материю нельзя увидеть напрямую. Мы знаем, что она существует, потому что можем видеть гравитационное воздействие, которое она оказывает на окружающую материю. Существуют разные теории о том, что на самом деле может быть темной материей. Стандартная модель предполагает, что она холодная, что означает, что она движется очень медленно и взаимодействует с другим веществом только посредством силы тяжести. Это согласуется с тем, что она состоит из частиц, известных как аксионы или WIMPS. Другая теория, однако, предполагает, что она теплая, а это означает, что она движется с большей скоростью. Одним из таких кандидатов в частицы является стерильное нейтрино. Если темная материя холодная, в галактике типа Млечный Путь может быть один или два субгало 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 легко образоваться. Таким образом, подсчет световых масс темных ореолов может кое-что рассказать нам о природе темной материи.

Отпечатки ореола

Возможно, что существование гало меньшей массы может быть обнаружено с помощью тщательно спланированных наблюдений. Астрономы уже довольно хорошо разбираются в этой игре в прятки с ореолами темной материи и разработали наблюдения, чтобы определить ущерб, который они оставляют после себя.
На сегодняшний день наблюдения в основном направлены на изменение распределения звезд в Млечном Пути. Например, Большое Магелланово Облако, меньшая галактика, вращающаяся вокруг нашей, имеет ореол темной материи, достаточно массивный, чтобы вызвать огромный след, заставляющий звезды из обширных регионов двигаться в унисон.
Некоторые из более мелких ореолов темной материи, которые, как считается, свистят внутри Млечного Пути, могут иногда пробивать большие звездные объекты, такие как шаровые скопления (сферическое скопление звезд), оставляя в них контрольные пробелы. Ореолы темной материи также могут влиять на то, как свет огибает астрофизические объекты в процессе, называемом гравитационным линзированием .
Но сигналы, оставленные в звездных распределениях, слабые и их можно спутать с собственными движениями звезд. Еще один способ исследовать влияние ореолов — это посмотреть на галактический газ, на который они влияют. В галактиках много горячего газа (с температурой около 106 градусов Кельвина), который простирается до их края, обеспечивая широкую сеть для улавливания этих ореолов темной материи.
Используя комбинацию аналитических расчетов и компьютерного моделирования, показали, что темные гало тяжелее 108 солнечных масс могут сжимать горячий газ, через который они движутся. Это создаст локальные всплески плотности газа, которые могут уловить рентгеновские телескопы. По прогнозам, они будут крошечными, порядка нескольких процентов, но они будут в пределах досягаемости предстоящих телескопов Lynx и Athena.
Модели также предсказывают, что всплески плотности более холодного галактического газа (с температурой около 105 К) будут еще более значительными. Это означает, что более холодный газ может регистрировать прохождение гало темной материи даже более чувствительно, чем горячий газ.
Еще один многообещающий способ наблюдения флуктуаций в газе, вызванных темной материей, — с помощью фотонов (легких частиц) космического микроволнового фона — света, оставшегося от Большого взрыва. Этот свет рассеивается высокоэнергетическими электронами в горячем газе таким образом, который можно обнаружить, обеспечивая дополнительный подход к другим исследованиям.
В ближайшие несколько лет этот новый метод можно будет использовать для тестирования моделей темной материи. Независимо от того, присутствуют ли гало темной материи с массой менее 108 солнечных масс в предсказанных числах или нет, мы узнаем кое-что полезное. Если числа совпадут, стандартная космологическая модель пройдет важное испытание. Если они отсутствуют или их намного меньше, чем ожидалось, стандартная модель будет исключена, и придется найти более жизнеспособную альтернативу.
Темная материя остается загадкой, но предстоит огромная работа над ее решением. Будет ли ответ исходить от инструментов на Земле или астрофизических зондов, это, без сомнения, будет одним из самых важных открытий века.
ВНИМАНИЕ! При копировании материала активная ссылка на статью сайта SKNEWS.RU обязательна!
13 ноября 2020, 11:55
Автор: Фуад Кулиев
Просмотров: 1650
Поделиться:

Ссылки по теме

Комментарии к статье 0

Зарегистрируйтесь или войдите, чтобы оставить комментарий (сейчас комментариев: 0)