Краткая история астрономии. Том 11. Темная материя - Владимир Анатольевич Моисеев
Новые наблюдения, проведенные в обсерватории Макдональд в Техасе, показали нечто противоположное. В своем исследовании астрономы описывают галактику DSFG850.95, находящуюся в девяти миллиардах световых лет от Земли. В отличие от других древних галактик, DSFG850.95 буквально переполнена темной материей.
"Это противоречит главенствующей теории, согласно которой старые галактики фундаментально отличаются от современной Вселенной. Похоже, в ней темная материя ведет себя обычно, как и во Вселенной наших дней", — заявляют ученые.
Naked Science, 13 декабря 2018
https://naked-science.ru/article/astronomy/naydena-drevnyaya-galaktika
Журнале Astrophysical Journal 2018
http://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/aaedbf/meta
Глава 11-2-13
Новые расчеты сняли проблему аномальной галактики Dragonfly 44
Октябрь 2020
Галактика Dragonfly 44, которая, как считалось, почти целиком состоит из темной материи, оказалась самой обычной: новые расчеты показали, что масса ее не так велика, а темного вещества в ней не так и много. Статья опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Рис. Галактика Dragonfly 44
По современным представлениям, формирование и эволюция галактик определяются незримо присутствующей темной материей, масса которой может в 10-300 раз превышать общую массу звезд, газа, пыли и прочего обычного вещества в галактике. Однако известны весьма интригующие исключения — как знаменитая галактика Dragonfly 44, состоящая из темного вещества более чем на 99,9 процента.
Международная команда астрономов во главе с Теймуром Сайфоллахи (Teymoor Saifollahi) из Гронингенского университета в Нидерландах решила внимательнее рассмотреть эту аномальную галактику. Увы, загадка оказалась иллюзией: в статье, опубликованной в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, ученые приходят к выводу о том, что оценки темного вещества в Dragonfly 44 были неверны и ничего выдающегося она, по-видимому, не представляет.
Dragonfly 44 относится к крупному скоплению Волос Вероники, которое находится в 330 миллионах световых лет от нас и включает более тысячи галактик. По имевшимся оценкам, масса темной материи в Dragonfly 44 сопоставима с ее количеством в нашем Млечном Пути, хотя звезд в ней на порядки меньше — всего около 100 миллионов. Из этого и сделали вывод, что темная материя в ней преобладает над обычной в аномально большом соотношении — 10000:1.
Однако Сайфоллахи и его соавторы провели новый анализ Dragonfly 44 и ее окружения, показав, что галактику окружают около 20 шаровых скоплений, а не 80, как считалось прежде. Это резко меняет оценки ее общей массы, которая оказывается далеко не так велика — и, соответственно, не так велик вклад темной материи. Судя по новым расчетам, ее количество лишь в 300 раз превышает массу обычного вещества 100 миллионов звезд Dragonfly 44. Таким образом, галактика не выпадает из общего ряда.
«Все эти годы Dragonfly 44 считалась аномалией, которая не укладывается в существующие модели формирования галактик, — говорят авторы работы. — Теперь мы знаем, что предыдущие оценки были неверны и Dragonfly 44 — не такая уж выдающаяся. Пора двигаться дальше».
naked-science.ru, 14 октября 2020, Сергей Васильев
https://naked-science.ru/article/astronomy/novye-raschety-snyali-problemu-anomalnoj-galaktiki-dragonfly-44
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2020
Теймур Сайфоллахи (Teymoor Saifollahi) из Гронингенского университета в Нидерландах
https://academic.oup.com/mnras/advance-article-abstract/doi/10.1093/mnras/staa3016/5919454?redirectedFrom=fulltext
Глава 11-2-14
Разрешена загадка распределения темной материи в галактиках
Октябрь 2020
Сила гравитации во Вселенной – под действием которой она эволюционировала из почти однородного состояния, наблюдаемого в ходе Большого взрыва, до современного состояния, когда материя сконцентрирована в форме галактик, звезд и планет – связана с таинственной субстанцией, называемой «темной материей». Но мы почти ничего не знаем о его природе, поведении и составе, и это является одной из основных проблем современной физики. В новой статье исследователи во главе с Хорхе Санчесом Алмейдой (Jorge SánchezAlmeida) из Канарского института астрофизики, расположенного на острове Пальма Канарского архипелага, показывают, что темная материя в составе галактик следует принципу распределения, основанному на стремлении к максимальной энтропии, и это проливает свет на природу темной материи. Исследование опубликовано в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Темная материя из-за слабого взаимодействия между частицами ее присутствие выявляется только на астрономических масштабах. Согласно Санчесу Алмейде, распределение темной материи следует принципу максимальной энтропии (что эквивалентно «максимальному беспорядку», или «термодинамическому равновесию»), то есть темная материя пребывает в своем наиболее вероятном состоянии. Для достижения этого «максимального беспорядка», в котором состояние темной материи характеризуется уравнением, связывающим температуру, давление и плотность и напоминающим уравнение состояния газа, частицы темной материи должны эффективно сталкиваться друг с другом. Однако механизм достижения темной материей этого равновесного состояния до сих пор остается загадкой. Согласно авторам статьи, если бы частицы темной материи эффективно сталкивались друг с другом, это бы рассказало очень многое о природе темной материи и позволило бы частично разрешить проблему ее происхождения.
Максимум энтропии темной материи был обнаружен в карликовых галактиках, имеющих повышенное отношение количества темной материи к общему количеству материи, по сравнению с более массивными галактиками, поэтому в таких галактиках легче рассмотреть влияние изучаемого принципа, отмечает Санчес Алмейда. Однако ученые ожидают, что такое поведение является общим для темной материи в составе любой галактики.
Как показывают авторы работы, распределение темной материи в состоянии термодинамического равновесия характеризуется пониженной плотностью центральных областей, что имеет большое значение для практической астрономии при интерпретации результатов гравитационного линзирования или создании экспериментов по обнаружению темной материи в результате ее самоаннигиляции.
astronews.ru, 29 октября 2020
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20201029192030
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 2020
Хорхе Санчесом Алмейдой (Jorge Sánchez Almeida) из Канарского института астрофизики
Глава 11-2-15
Темная материя может заставлять Вселенную светиться ярче
Декабрь 2022
Едва заметное излучение межзвездного пространства оказалось сильнее, чем предсказывают расчеты. Возможно, отчасти этот избыток создается аксионами — неуловимыми частицами темной материи. Статья опубликована в Physical Review Letters.
Межзвездное пространство темно, но не черно. Кроме видимых источников нельзя забывать о реликтовом излучении, светится пыль, создавая инфракрасный фон Вселенной, регистрируется и космический фон в оптическом диапазоне. Предполагается, что его создают источники, недоступные для прямого наблюдения: например, звезды и галактики, расположенные далеко.
Несколько лет назад космический зонд New Horizons пересек орбиту Плутона и смог
