don_beaver (don_beaver) wrote,
don_beaver
don_beaver

Categories:

Яркие шаровые скопления как индикатор гало из темной материи

Свежая статья Burkert-Forbes:
High-Precision Dark Halo Virial Masses from Globular Cluster Numbers: Implications for Globular Cluster Formation and Galaxy Assembly
https://arxiv.org/abs/1901.00900
“We confirm that the number of globular clusters (GCs), NGC, is an excellent tracer of their host galaxy's halo virial mass Mvir. The simple linear relation Mvir=5×10^9 M⊙× NGC fits the data perfectly from Mvir=10^10 M⊙ to Mvir=2×10^15 M⊙. This result is independent of galaxy morphology and extends statistically into the dwarf galaxy regime with Mvir=10^8−10^10 M⊙, including the extreme ultra diffuse galaxy DF44. As this correlation does not depend on GC mass it is ideally suited for high-precision determinations of Mvir”.

Речь идет о том, что полную (то есть с темной материей вместе) массу галактик в интервале пяти порядков можно вычислять с помощью простых подсчетов шаровых скоплений звезд возле данных галактик и умножения этого числа на 5*10^9 солнечных масс. Эта тема давно разрабатывается – и эта статья просто самая свежая и полная. Действительно, интересно: масса шаровых скоплений составляет доли процента от общей массы галактики (у нашего Млечного Пути их открыто 157, у Андромеды – около пятисот) – и с какого перепугу эти шарики стали прекрасным способом определять массу темного гало, состоящего из загадочных элементарных частиц (как считают квантовые космологи)? Насколько я понимаю, по светимости звезд, или по массе центральной черной дыры масса определяется хуже. Почему? Обратите внимание на эпитеты в абстракте: “excellent”, “perfectly”, “ideally”. Сами судите по основному графику работы (синюю и красную линии и линейки возле оси нанес я):



Действительно, превосходная зависимость, за исключением легких галактик, возле которых ярких скоплений просто нет. Давайте продолжим линию графика красной штриховой линией. Она упирается в вертикальную ось на 2.7 порядка ниже нуля.
Что означают эти результаты? Рассмотрим нашу модель, по которой темная материя состоит из «темных» шаровых скоплений из черных дыр и нейтронных звезд. Только небольшая часть (~1/1000) таких скоплений смогла захватить водородное облако и запустить процесс звездообразования – то есть стать обычным шаровым скоплением ярких звезд. Остальные продолжают двигаться невидимками в галактическом гало. Что хорошего в этой модели?
- Она объясняете частоту слияний черных дыр и гравитационные всплески, регистрируемые ЛИГО;
- Она легко снимает ограничение по гравитационному линзированию, потому что поймать в телескоп такое темной скопление, например, на фоне Магеллановых облаков, очень трудно;
- Она объясняет, почему вокруг Солнца на межпланетных и межзвездных масштабах нет темной материи;
- Она согласуется с нашими расчетами количества черных дыр;
Вышеприведенная статья выявляет еще один плюс этой модели:
- Становится понятным: почему масса галактик(=масса темного гало) хорошо коррелирует с числом ярких шаровых скоплений. Потому что за каждым ярким скоплением кроется гораздо большее количество «темных» родственников. (И это сразу отправляет волшебные "аксионы" туда, где им и полагается быть: в страну фэнтези).
- Если составить вышеприведенный график не для ярких скоплений, а для темных, то значения числа скоплений по оси Y вырастет в 1000 раз, и график спокойно продолжится вдоль штриховой линии еще на три порядка массы – до логического предела, когда самые легкие галактики сходятся с самыми тяжелыми шаровыми скоплениями.
Это продолжение графика – не железный аргумент, но признак того, что мы на правильном пути.

К сведению друзей-астрономов - вот прекрасная задача для студентов, аспирантов и прочих умных ребят: поискать в данных астрометрического спутника Гайя признаки темных шаровых скоплений, какое-то количество которых должно пролетать через галактический диск из звезд и возмущать звёздные траектории. Если нужно что-то обсудить и проконсультировать - всегда пожалуйста.
Tags: Научные истории
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 48 comments