Если гало темной материи нашей галактики такое большое и рассеянное, то почему обычная материя в нем гораздо более локализована и компактно расположена?

Я только что прочитал, что гало темной материи нашей галактики оценивается в 1,5 м световых лет в поперечнике по сравнению с видимой галактикой в ​​100 тысяч световых лет в поперечнике, что необходимо для объяснения кривых звездного вращения.

С чего бы это? Под этим я подразумеваю, почему «обычная» материя стала настолько локализованной и сравнительно плотной в гораздо меньшем пространстве, чем DM, чье притяжение породило ее?

Кроме того, если DM в 4 раза больше, но распределена по этому размеру, она также должна быть очень рассеянной, и в этом случае очень большая часть DM, казалось бы, оказывает (почти) нулевое влияние на галактическое вращение, поскольку она (вероятно, приблизительно?) однородна и находится за пределами видимой галактики, следовательно, как и внутри однородной оболочки, общий гравитационный эффект также должен быть небольшим или отсутствовать.

Не должно быть связано с тем, что обычная материя может «прилипать»? Хотя бы частично?

Ответы (1)

Чтобы ответить на ваши два вопроса:

  1. Почти по определению темная материя вообще не взаимодействует ни с собой, ни с другой материей (или очень слабо). Поэтому оно не рассеивает свою энергию, как, например, электромагнитное излучение. «Нормальная» материя способна рассеивать кинетическую энергию и в результате может глубже провалиться в потенциальную яму.

  2. Да, темная материя чрезвычайно рассеяна. Его эффекты ощущаются только на очень больших масштабах длины. Темная материя, которая существует за пределами определенного галактического радиуса, действительно почти не влияет на вращение материи внутри этого радиуса (оказалась, потому что она вряд ли будет точно сферически симметричной). Дело в том, что кривые вращения спиральных галактик остаются плоскими до края, где находится видимое вещество, несмотря на снижение плотности видимого вещества. Величина видимой массы, интегрированная в эти радиусы, недостаточна для объяснения наблюдаемого центростремительного ускорения. Это несоответствие можно объяснить, постулируя темную материю, которая существует внутри этого радиуса. Однако эта темная материя составляет меньшинствотемной материи в галактике, большая часть которой, как полагают, существует в галактических гало и которая только (значительно) влияет на динамику самых удаленных объектов или галактик-спутников.

Это хорошо видно на этом графике из Klypin et al. (2001) , которая демонстрирует, как различные компоненты влияют на кривую вращения Млечного Пути в зависимости от галактического радиуса. Обратите внимание, как диск + выпуклость (нормальная материя) доминируют над вкладом темной материи (гало) до тех пор, пока радиусы не превысят 13 кпк, что примерно в 4 раза превышает масштаб экспоненциального распада радиальной плотности для диска Млечного Пути.

Моделирование кривой вращения Млечного Пути

Не знаете, что означает « экспоненциальная длина диска Млечного Пути »?
Точный ответ. Чтобы добавить немного интересного знания: это также причина темной материи «ветер». Галактика вращается в облаке темной материи, которое в среднем «покоится». Почему разница? Диффузная протогалактика имела небольшой начальный угловой момент. Барионы охлаждаются, испуская фотоны, что сохраняет угловой момент. Таким образом, малый угловой момент гораздо более выражен при охлаждении, приводящем к вращению галактик.
RBarryYoung Это означает, что плотность диска экспоненциально падает в радиальном направлении с длиной шкалы около 3 кпк.
Стоит ли добавить какой-то язык, который признает возможность динамического охлаждения в бесстолкновительном газе, поскольку это может быть применимо к системам темной материи?
Если гало темной материи нашей галактики такое большое и рассеянное, то почему обычная материя в нем гораздо более локализована и компактно расположена?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v