Массивный компактный объект Halo

Массивный компактный гало -объект ( мачо ) - это своего рода астрономическое тело, которое может объяснить очевидное присутствие темной материи в гала -галасе . Мачо - это тело, которое излучает мало или вообще не радиация и дрейфует через межзвездное пространство, не связанное с любой планетарной системой (и может или не может быть составлено из нормального барионического вещества ). Поскольку мачо не светятся, их трудно обнаружить. Кандидаты в мачо включают черные отверстия или нейтронные звезды , а также коричневые карлики и незаспаренные планеты . Белые карлики и очень слабые красные карлики также были предложены в качестве кандидата мачо. Термин был придуман астрофизиком Ким Грист . ^{[ 1 ]}

Обнаружение

Мачо может быть обнаружен, когда он проходит перед или почти перед звездой, и гравитация мачо изгибает свет, заставляя звезду выглядеть ярче в примере гравитационного линзы, известного как гравитационное микролинзирование . Несколько групп искали Machos, искав микролинсингинг усиления света. Эти группы исключили темную материю , которая объясняется мачо с массой в диапазоне 1 × 10 ⁻⁸ Солнечные массы (0,3 лунных масс) до 100 солнечных масс. Одна группа, сотрудничество Macho, заявившая в 2000 году, обнаружила достаточно микролинсинга, чтобы предсказать существование многих мачо со средней массой около 0,5 солнечных масс , что достаточно, чтобы составить, возможно, 20% темной материи в галактике. ^{[ 2 ]} Это говорит о том, что мачо могут быть белыми карликами или красными карликами, которые имеют одинаковые массы. Тем не менее, красный и белый карлики не совсем темные; Они действительно испускают свет, и поэтому их можно искать с помощью космического телескопа Хаббла и с надлежащими исследованиями движения . Эти поиски исключили возможность того, что эти объекты составляют значительную часть темной материи в нашей галактике. Другая группа, сотрудничество EROS2, не подтверждает требования сигнала Macho Group. Они не нашли достаточно эффекта микролинсинга с чувствительностью выше фактора 2. ^{[ 3 ]} Comboid Telecope Хаббла Наблюдения с использованием прибора NICMOS показали, что менее одного процента массы гало состоит из красных карликов. ^{[ 4 ]}^{[ 5 ]} Это соответствует незначительной доле массы ореола темной материи. Следовательно, проблема отсутствующей массы не решается Machos.

Типы

Иногда можно считать, что мачо включают черные дыры . Изолированные черные отверстия без какого -либо материи вокруг них действительно черные в том смысле, что они не излучают света, и любой световый светился на них, поглощается и не отражается. Черная дыра иногда может быть обнаружена ореолом яркого газа и пыли, которая образуется вокруг нее как аккреционный диск, притягиваемый гравитацией черной дыры. Такой диск может генерировать самолеты газа, которые выстрелили из черной дыры, потому что его нельзя поглощать достаточно быстро. Однако изолированная черная дыра не будет иметь аккреционный диск и будет обнаружен только путем гравитационного линзирования. Космологи сомневаются, что не прямой коллапс черные дыры составляют большинство темных веществ, потому что черные дыры находятся в изолированных точках галактики. Самый большой вклад в отсутствующую массу должен распространяться по всей галактике, чтобы сбалансировать гравитацию. Меньшинство физиков, включая Чапринов и Лафлина , считают, что широко принятая модель черной дыры неверна и должна быть заменена новой моделью, Звезда темной энергии ; В общем случае для предлагаемой новой модели космологическое распределение темной энергии было бы слегка комковатыми и темно-энергичными звездами изначального типа может быть возможным кандидатом на мачо.

Нейтронные звезды , в отличие от черных отверстий, недостаточно тяжелые, чтобы полностью рухнуть, и вместо этого образуют материал, скорее как материал атомного ядра, называемого нейтронным веществом . После достаточного времени эти звезды могли излучать достаточно энергии, чтобы стать достаточно холодным, чтобы они были слишком слабыми, чтобы увидеть. Аналогичным образом, старые белые карлики могут также стать холодными и мертвыми, в конечном итоге становясь черными карликами , хотя вселенная не считается достаточно взрослой, чтобы любые звезды достигли этой стадии.

Коричневые карлики также были предложены в качестве кандидатов в мачо. Коричневые карлики иногда называют «неудавшимися звездами», так как у них недостаточно массы для ядерного слияния, чтобы начать, как только их гравитация заставляет их рухнуть. Коричневые карлики примерно в тринадцать до семидесяти пяти раз больше массы Юпитера. Сокращение материала, образующего коричневый карлик, нагревает их, так что они только слабо светятся на инфракрасных длинах волн, что затрудняет их обнаружение. Обследование эффектов гравитационного линзы в направлении небольшого магелланического облака и большого магелланового облака не обнаружило количество и тип событий линзирования, ожидаемых, если коричневые карлики составляют значительную часть темной материи. ^{[ 6 ]}

Теоретические соображения

Теоретическая работа одновременно также показала, что древние мачо вряд ли будут учитывать большое количество темной материи, которая, как считается, присутствует во вселенной. ^{[ 7 ]} Большой взрыв , как это понимается в настоящее время, не мог создать достаточно барионов и при этом соответствовать наблюдаемому элементарным численности, ^{[ 8 ]} в том числе изобилие дейтерия . ^{[ 9 ]} Кроме того, отдельные наблюдения за барионными акустическими колебаниями , как на космической микроволновой фоне , так и в крупномасштабной структуре галактик, устанавливают ограничения на отношение барионов к общему количеству материи. Эти наблюдения показывают, что большая часть не-бахрии необходима независимо от наличия или отсутствия мачо; ^{[ 10 ]} Тем не менее, кандидаты в мачо, такие как изначальные черные дыры, могут быть сформированы из не Барионного вещества (из до Баронических Эпох раннего Большого взрыва). ^{[ 11 ]}

Смотрите также

Слабо взаимодействие массивных частиц (WIMP), альтернативная теория темной материи
Надежные ассоциации массовых барионических объектов (Rambos)
Macho Project , наблюдательный поиск мачос

Ссылки

^ Croswell, Ken (2002). Вселенная в полночь . Саймон и Шустер . п. 165.
^ C. Alcock et al., Проект Macho: микролинсингинга из 5,7 года наблюдений LMC . Астрофия. J. 542 (2000) 281-307
^ P. P. Tisserand et al., Ограничения на содержание мачо в галактическом ореоле из обследования Eros-2 Magellanic Clouds , 2007, Astron. Астрофия. 469, 387-404
^ Graff, DS; Фриз, К. (1996). «Анализ космического телескопа Хаббла для красных карликов: ограничения на барионическое вещество в галактическом ореоле». Астрофизический журнал . 456 (1): L49-L53. Arxiv : Astro-ph/9507097 . Bibcode : 1996Apj ... 456L..49G . doi : 10.1086/309850 . S2CID 119417172 .
^ Наджита, младший; Tiede, GP; Карр, JS (2000). «От звезд до суперпланетов: начальная функция массы с низкой массой в молодых кластерах IC 348*». Астрофизический журнал . 541 (2): 977–1003. Arxiv : Astro-ph/0005290 . Bibcode : 2000pj ... 541..977n . doi : 10.1086/309477 . S2CID 55757804 .
^ Пол Гилстер (22 апреля 2009 г.). "Вездесущие коричневые карлики: решение темной материи?" Полем Centauri-dreams.org . Получено 10 января 2019 года .
^ Кэтрин Фриз, Брайан Филдс и Дэвид Графф, [1] ограничивают звездные объекты как темное вещество нашего ореола: кажется, что не бариническая темная материя требуется.
^ Брайан Филдс, Кэтрин Фриз и Дэвид Графф, [2] Химические ограничения изобилия на белых гномах как оло -темная материя, астрофии. J. 534: 265-276,2000.
^ Арнон Дар, темная материя и нуклеосинтез Большого взрыва . Астрофия. J., 449 (1995) 550
^ Уэйн Ху (2001). «Промежуточное руководство по акустическим пикам и поляризации» .
^ Бернард Карр (2020). «Изначальные черные дыры из эпохи QCD: связывание темной материи, бариогенеза и антропного отбора». Arxiv : 1904.02129 [ Astro-ph.co ].

[1] Croswell, Ken (2002). Вселенная в полночь . Саймон и Шустер . п. 165.

[2] C. Alcock et al., Проект Macho: микролинсингинга из 5,7 года наблюдений LMC . Астрофия. J. 542 (2000) 281-307

[3] P. P. Tisserand et al., Ограничения на содержание мачо в галактическом ореоле из обследования Eros-2 Magellanic Clouds , 2007, Astron. Астрофия. 469, 387-404

[4] Graff, DS; Фриз, К. (1996). «Анализ космического телескопа Хаббла для красных карликов: ограничения на барионическое вещество в галактическом ореоле». Астрофизический журнал . 456 (1): L49-L53. Arxiv : Astro-ph/9507097 . Bibcode : 1996Apj ... 456L..49G . doi : 10.1086/309850 . S2CID 119417172 .

[5] Наджита, младший; Tiede, GP; Карр, JS (2000). «От звезд до суперпланетов: начальная функция массы с низкой массой в молодых кластерах IC 348*». Астрофизический журнал . 541 (2): 977–1003. Arxiv : Astro-ph/0005290 . Bibcode : 2000pj ... 541..977n . doi : 10.1086/309477 . S2CID 55757804 .

[6] Пол Гилстер (22 апреля 2009 г.). "Вездесущие коричневые карлики: решение темной материи?" Полем Centauri-dreams.org . Получено 10 января 2019 года .

[7] Кэтрин Фриз, Брайан Филдс и Дэвид Графф, [1] ограничивают звездные объекты как темное вещество нашего ореола: кажется, что не бариническая темная материя требуется.

[8] Брайан Филдс, Кэтрин Фриз и Дэвид Графф, [2] Химические ограничения изобилия на белых гномах как оло -темная материя, астрофии. J. 534: 265-276,2000.

[9] Арнон Дар, темная материя и нуклеосинтез Большого взрыва . Астрофия. J., 449 (1995) 550

[10] Уэйн Ху (2001). «Промежуточное руководство по акустическим пикам и поляризации» .

[11] Бернард Карр (2020). «Изначальные черные дыры из эпохи QCD: связывание темной материи, бариогенеза и антропного отбора». Arxiv : 1904.02129 [ Astro-ph.co ].

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]