Владимир Моисеев – Краткая история астрономии. Том 11. Темная материя (страница 23)

_{astronews.ru, 18 апреля 2017}

_{http://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=9628}

_{Журнал Astrophysical Journal. 2017}

_{Бувнеш Джейн (Bhuvnesh Jain) и Эрик Бакстер (Eric Baxter), Пенсильванский университет,}

Глава 11-6-2

Обзор неба Dark Energy Survey дает новые сведения о гало темной материи 

Декабрь 2017

               Темная материя в галактике простирается далеко за пределы области, в которой находятся звезды, формируя так называемое гало темной материи. В то время как звезды в галактике вращаются в форме правильного диска, частицы темной материи, скорее, напоминают рой пчел, движущихся хаотично в произвольных направлениях, что помогает им пребывать в «раздутом» состоянии и не сближаться под действием гравитации.

               Ранее группой ученых, возглавляемой Эриком Бакстером (Eric Baxter), было показано, что гало темной материи, окружающие скопления галактик, имеют резко очерченные края, наличие которых связано с эффектом «разбрызгивания» (splashback effect).

               В новой работе команда Бакстера попробовала доказать, что при прохождении внешнего края гало вещество изменяет направление движения и начинает двигаться по орбите, формируя область с повышенной плотностью. Для обнаружения этой области на границе гало темной материи были проанализированы данные, собранные при помощи обзора неба Dark Energy Survey (DES). При этом использовали метод, основанный на использовании гравитационного линзирования.  В результате было показано, что некоторое уплотнение материала на границе гало темной материи имеется, однако команда отмечает, что больше уверенности в наличии такого уплотненного слоя можно будет получить после сбора дополнительных данных при помощи обзора неба DES.

               Исследование опубликовано в журнале Astrophysical Journal.

_{Astronews, 17 декабря 2017}

Глава 11-6-3

Dark Energy Survey

Dark Energy Survey (DES, с англ. — «Обзор тёмной энергии») — это астрономический обзор в видимой и ближней инфракрасной области спектра, целью которого является изучение динамики расширения Вселенной и роста крупномасштабной структуры Вселенной. Проект является результатом сотрудничества исследовательских институтов и университетов из США, Австралии, Бразилии, Великобритании, Германии, Испании и Швейцарии.

  

               Фотографирование неба осуществлялось при помощи 4-метрового телескопа имени Виктора Бланко, расположенного в Межамериканской обсерватории Серро Тололо (CTIO) в Чили. По сравнению с ранее применявшимися инструментами, этот прибор обладает более высокой чувствительностью изображения в красной части видимого спектра и в ближней инфракрасной области.

            В ходе обзора было получено изображение 5000 квадратных градусов южного неба в области, которая частично пересекается с областями, являющимися целью обзора, производимого с использованием Южного полярного телескопа и «полосой 82» Слоановского цифрового небесного обзора (по большей части в обход Млечного Пути).

               К августу 2019 года на основе данных проекта было опубликовано около 200 научных работ. Основными научными результатами являются:

•            точное измерение структуры тёмной материи и её сопоставление с результатами исследований реликтового излучения, позволяющее проследить эволюцию Вселенной;

•            открытие нескольких карликовых галактик, являющихся спутниками Млечного Пути;

•            создание самой точной карты распределения тёмной материи по Вселенной.

•            обнаружение сверхновых в отдалённых галактиках, в том числе самой удалённой от нас из известных сверхновых.

•            открытие нескольких малых тел Солнечной Системы.

               В январе 2018 года был предоставлен открытый доступ к первой, а в январе 2021 года — ко второй части данных, полученных проектом. В состав выложенного материала входят изображения, каталог астрономических объектов, созданный на их основе, и связанные наборы данных. Каталог содержит данные примерно о 691 миллионе объектов, из которых 543 миллиона классифицированы как галактики, а 145 миллионов — как звёзды. Яркость объектов измерена с точностью до 0,01m, положение с точностью примерно 27 миллисекунд дуги. Это один из крупнейших каталогов астрономических объектов.

Глава 11-6-4

Темная материя и массивные галактики

Март 2020

               Присутствие темной материи можно выявить, моделируя высокочувствительные наблюдения распределения галактик на разных космических масштабах. Галактики обычно окружены обширными облаками темной материи, называемыми гало. Гравитация гало галактик, лежащих относительно недалеко от нас, искажает траекторию света, идущего от других, далеких галактик, и этот эффект позволяет подробно описать распределение темной материи во Вселенной. Исследование опубликовано в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

«Слабое линзирование» приводит к умеренному, но систематическому искажению формы галактик, лежащих на заднем плане, и дает возможность наложить надежные ограничения на распределение темной материи в границах скопления галактик. «Сильное линзирование», напротив, приводит к формированию искаженных, увеличенных и часто множественных изображений одиночного источника.

               В настоящее время ученые склоняются к тому, что формирование галактик может протекать в один или в два крупных этапа. На первом этапе гравитационный коллапс материи приводит к формированию ядра галактики, окруженного гало из темной материи. Из сгустков материи ядра затем формируются звезды. Формирование более крупных галактик включает еще один, второй этап, в ходе которого галактика, уже обладающая сформировавшимся массивным ядром, дополнительно обогащается новыми порциями материи за счет поглощения близлежащих галактик.

               В новом исследовании, проведенном группой во главе с Джошуа Спиглом (Joshua Speagle) из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра, США, были проведены наблюдения массивного скопления галактик при помощи телескопа «Субару». Используя эффект слабого гравитационного линзирования, астрономы изучили примерно 3200 галактик массами больше массы Млечного пути. Анализ показал, что информация об истории формирования массивных гало из темной материи закодирована в распределении масс звезд массивных центральных галактик. А для галактик одинаковой массы более обширные галактики имеют в среднем более массивные гало из темной материи. Эти результаты позволяют глубже понять формирование и эволюцию массивных галактик во Вселенной.

_{astronews.ru, 23 марта 2020}

_{https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20200323161514}

_{Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 2020}

_{Джошуа Спигл (Joshua Speagle) из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра, США}

Глава 11-6-5

Никаких следов гало темной материи 

Август 2022

Согласно стандартной космологической модели, подавляющее большинство галактик окружено ореолом из частиц темной материи. Это гало невидимо, но его масса оказывает гравитационное влияние на соседние галактики. Новое исследование, проведенное Боннским университетом (Германия) и Университетом Сент-Эндрюс (Шотландия), ставит под сомнение это утверждение. Результаты показывают, что карликовые галактики в скоплении Печи не имеют гало темной материи. Статья появилась в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

               «Мы представляем инновационный способ проверки стандартной модели, основанный на том, насколько карликовые галактики возмущаются гравитационными приливами от ближайших более крупных галактик», — сказала Елена Асенсио, аспирант Боннского университета.

               В скоплении Печи находится множество карликовых галактик. Наблюдения показывают, что некоторые из этих карликов кажутся искаженными, как будто они подверглись возмущениям, вызванным окружающей средой скопления.

               «Согласно стандартной модели, таких возмущений у карликов Печи не ожидается», — сказал Павел Крупа, профессор Боннского университета. – «Ореолы темной материи этих карликов должны частично защищать их от приливов, создаваемых скоплением».

               Авторы проанализировали ожидаемый уровень возмущения карликов, который зависит от их внутренних свойств и расстояния до гравитационно мощного центра скопления. Галактики больших размеров, но с малой звездной массой, и галактики, расположенные близко к центру скопления, легче подвергаются возмущению или разрушению. Они сравнили результаты с наблюдаемым уровнем возмущения, очевидным на фотографиях, сделанных «Очень Большим Телескопом».

               «Сравнение показало, что если объяснять наблюдения в рамках стандартной модели, то карлики Печи должны быть уничтожены гравитацией от центра скопления, даже если приливы, вызываемые у карлика, в 64 раза слабее, чем собственная гравитация карлика», - заявила Елена Асенсио. По ее словам, это противоречит предыдущим исследованиям, обнаружившим, что внешняя сила, необходимая для возмущения карликовой галактики, примерно равна собственной гравитации карлика.

               Авторы пришли к выводу, что в рамках стандартной модели невозможно самосогласованно объяснить наблюдаемую морфологию карликов созвездия Печи. Они повторили анализ, используя динамику Милгрома (MOND). Вместо предположения о наличии гало темной материи, теория MOND предлагает поправку к ньютоновской динамике, благодаря которой гравитация испытывает усиление в режиме малых ускорений.