Почему коричневые карлики не являются темной материей?

Кажется, что материи недостаточно, чтобы объяснить тот факт, что скорость некоторых звезд, расположенных далеко от центра Галактики, почти равна скорости звезд, находящихся ближе к центру Галактики, поэтому кажется, что материи должно быть еще больше. : так что эта недостающая материя называется темной материей. Существует некий звездный объект, который недостаточно массивен, чтобы излучать собственный свет, но во много раз массивнее Юпитера, он же коричневый карлик. Поскольку он недостаточно яркий, чтобы его можно было обнаружить ни нашим телескопом для дальнего космоса, ни земными аналогами, их должно быть много в галактиках, поскольку я считаю, что эти объекты находятся в среднем диапазоне между планетами и звездами. Однако похоже, что научное сообщество исключило этого потенциального кандидата на темную материю, не просканировав ненаблюдаемую галактику Млечный Путь, а также миллиарды других галактик с различными световыми спектрами. Почему коричневые карлики не считаются кандидатами на загадочную темную материю?

Ответы (2)

Две причины.

  1. Глядя на кривые вращения галактик и движение галактик в скоплениях, а также из гравитационного линзирования, мы знаем, что количество «темной материи» составляет около 30% плотности Вселенной. Но, с другой стороны, оценки содержаний дейтерия, гелия, трития и лития, образовавшихся в результате Большого взрыва, показывают, что только 5% плотности Вселенной может находиться в форме обычной материи (например, атомов, протонов, нейтронов и т. д.). ). Поскольку коричневые карлики состоят из этих вещей, они могут вносить свой вклад только в этот небольшой процент и не могут нести ответственность за большую часть темной материи (то же самое верно для всего, что состоит из обычной, «барионной материи»).

  2. Астрономы подсчитали , сколько существует коричневых карликов, как по соседству, так и в звездных скоплениях (см., например , Андерсен и др., 2008 ; Киркпатрик и др., 2011 ; Бернингем и др., 2013 ; Другими словами, мы можемувидеть коричневые карлики — они излучают большую часть своего света в инфракрасной части спектра, и такие исследования, как SDSS, 2MASS и WISE, выявили их тысячи. Получается, что на каждые 4 более массивные звезды приходится примерно 1 коричневый карлик. Таким образом, хотя они и многочисленны, они составляют очень малую долю обычного вещества в нашей Галактике. Кроме того, эксперименты по микролинзированию Галактической выпуклости и Магеллановых облаков позволяют предположить, что, хотя в других местах нашей Галактики есть много коричневых карликов (например , Олкок и др., 2000 ; Новати и др., 2008 ), их недостаточно, чтобы внести существенный вклад. к темной материи, и поэтому результаты нашего солнечного соседства кажутся репрезентативными для Галактики в целом.

Я думал, что единственной причиной, по которой мы знаем об экзогазовых гигантах, является колебание, которое они вызывают у звезд, вокруг которых они вращаются. Но как насчет коричневых карликов, не вращающихся вокруг звезды? Если мы не видим коричневых карликов, то как их считали? Некоторые цитаты были бы полезны.
@HopDavid Мы видим коричневых карликов. Я вставлю несколько ссылок.
IIRC, вы также можете оценить плотность коричневых карликов, проверив, как часто объекты затмевают более далекие звезды.
@WayfaringStranger Это новость для меня - вы уверены, что не имеете в виду микролинзирование, о котором я говорю. Транзиты происходят для коричневых карликов на орбитах вокруг звезд, но поскольку их радиусы неотличимы от планет-гигантов, вы не сможете отличить коричневый карлик от объекта планетарной массы. Не могли бы вы указать на проект, который находит свободно плавающие коричневые карлики через затмения фоновых звезд?
@RobJeffries Не могу выделить ни одного. Прочитайте это несколько лет назад, когда люди утверждали, что темная материя может представлять собой не что иное, как планеты-изгои и маленькие звезды; нормальная материя в конденсированной форме, которая была слишком темной, чтобы ее можно было увидеть. Зная плотность, необходимую для соответствия кривым вращения галактики, можно предсказать, как часто звезды должны затмеваться такими большими темными объектами. Фотометрия не нашла столько разовых событий, сколько нужно. Это было до данных WMAP, так что мир изменился. Возможно , было задействовано микролинзирование , но, как я уже сказал, я не нахожу никакой актуальной информации.
@WayfaringStranger Хм. Я думаю, что вы не RC. Я думаю, что эффект такого прохождения на самом деле является увеличением гравитационного линзирования (в большой раз, если выравнивание идеально), а не затмением. Это то, что обнаруживают исследования микролинзирования, такие как MACHO и MOA. Вот статья о транзитах adsabs.harvard.edu/abs/2004ApJ...604..379D в обзоре MACHO: Я не вижу никаких упоминаний о чем-либо, кроме двойных систем и планет, вращающихся вокруг звезды, через которую они проходят.
@RobJeffries Может быть, это было давно. Возможно, это была плохая журналистика. Это довольно часто.

Коричневые карлики ярки в радиодиапазоне. Они излучают много света, но не так много видимого света.

Одним из свойств темной материи является то, что она также не затеняет свет. Межзвездная пыль (которая может состоять из многих более крупных частиц размером с планету) имеет тенденцию затенять свет, даже если она его не излучает. Таким образом, из-за того, что он не излучает и не затеняет свет, мы можем исключить, что это коричневые карлики, пыль или что-то среднее между ними.

Это может быть поле легких черных дыр, но это кажется маловероятным, поскольку черные дыры редки и обычно окружены свидетельствами их образования. Неразумно предполагать, что существуют огромные рои легких черных дыр, составляющих большую часть массы Вселенной.

Экзотическая материя кажется нам странной, но на самом деле она не такая уж и редкость. Мы уже знаем, что нейтрино существуют, и на самом деле их очень много. Нейтрино проходят через обычную материю почти полностью беспрепятственно. Они не могут быть тем, из чего состоит темная материя, потому что они движутся со скоростью света, как фотоны, в то время как большая часть темной материи относительно неподвижна. Разумно предположить, что это какая-то экзотическая материя, не взаимодействующая со светом. Это странно для нас, но кажется очень согласующимся с тем, что мы знаем о физике элементарных частиц.

Нейтрино имеют массу и не движутся со скоростью света. Обычно считается, что нейтрино в космическом нейтринном фоне теперь движутся со скоростью, значительно меньшей скорости света, потому что их энергия массы покоя превышает их кинетическую энергию.
Холодные коричневые карлики не обязательно будут яркими в радиодиапазоне.
Почему коричневые карлики не являются темной материей?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v