Британські астрофізики визначили градієнт густини темної матерії у двох карликових сфероїдальних галактиках у сузір’ях Печі та Скульптора за оригінальною методикою, що ґрунтується на спектроскопічних спостереженнях зір.
Астрофізики Метью Вокер (Matthew Walker) та Хорхе Пеньяррубія (Jorge Peñarrubia) з запропонували новий метод оцінки розподілу темної матерії в галактиках і випробували його на двох супутниках Чумацького Шляху.
Зазвичай для опису галактик використовують (NFW) — залежність густини темної матерії від радіуса, теоретично в 1995 році. Як і багато подібних до неї, залежність NFW передбачає, що внутрішня область гало має виражений пік густини. Цю особливість моделі зручно використовувати для її перевірки, проте астрономам, змушеним досліджувати звичайну баріонну матерію й лише потім робити висновки про невидиму темну, тривалий час не вдавалося зібрати експериментальні дані потрібної якості.
Розв’язати це завдання допомогли спостереження супутників Чумацького Шляху, . Вони мають невеликі розміри (~102–3 пк), малі баріонні маси та надзвичайно високі густини темної матерії. Крім того, ці галактики, природно, розташовані поряд із нашою.
| Вигляд карликової сфероїдальної галактики з поверхні екзопланети (ілюстрація David A. Aguilar). |
У своєму дослідженні Вокер і Пеньяррубія використали у 2008-му спектроскопічні дані про дві карликові сфероїдальні галактики в сузір’ях та , отримані за допомогою спектрографа MIKE на 6,5-метровому телескопі чилійської обсерваторії . Спостереження галактик у Печі та Скульпторі, віддалених від нас на 138 ± 8 і 79 ± 4 кпк, тривали п’ять років, і за цей час астрономи встигли вивчити близько двох із половиною та півтори тисячі зір.
Розроблена авторами методика розрахунку досить проста й ґрунтується на тому, що деякі карликові сфероїдальні галактики містять дві зоряні популяції з характерними властивостями — хімічними (високою чи низькою ) та динамічними. Для кожної із цих груп можна визначити (величину, що показує, наскільки сильно швидкості світил відхиляються від середньої швидкості групи) і радіус круга, у межах якого випромінюється половина загальної світності. У сферично-симетричній карликовій галактиці цих величин достатньо, щоб оцінити масу всередині «круга половини світності». У випадку двох зоряних популяцій можна отримати дві такі оцінки, а це вже дає змогу обчислити нахил профілю маси темної матерії, тобто описати її розподіл.
Результати розрахунків астрофізиків свідчать на користь того, що темні гало карликових сфероїдальних галактик у Печі та Скульпторі мають «ядра» розміром кілька сотень парсеків, у межах яких густина темної матерії залишається практично сталою. Хоча це спостереження не узгоджується з передбаченням моделі NFW, відмовлятися від неї поки що ніхто не збирається, оскільки обсяг експериментальної інформації, що їй суперечить, невеликий.
Повну версію звіту опубліковано у виданні ; статті можна завантажити із сайту .
Підготовлено за матеріалами .
Лише зареєстровані користувачі можуть залишати коментарі. Увійдіть або зареєструйтеся.
Коментарі (1):
удобно списывать все отклонения от расширенной ньютоновской механики на темную материю. И правильно.