10:07 

Кое-что о таких маленьких и таких нужных карликовых галактиках

Atandakil
El sueño de la razón produce monstruos
Если кто-нибудь вдруг читает астрономические записи в этом дневнике (в чем я подчас сомневаюсь), он может задаться вопросом, отчего астрономию так интересуют всевозможные гадости мира галактик such as stripping, strangulation and starvation и прочий harassment со стороны больших галактик по отношению к малым.
Причин для того, чтобы изучать эти безобразия на самом деле немало - но основная причина заключается в четырех буквах. И это вовсе не те четыре буквы, которые могли бы прийти в голову, если читать про сами процессы - буквы эти выглядят так: ΛCDM.
Λ - лямбда прописная - это космологическая постоянная. Величина, описывающая в уравнении, связывающем состояние пространства со свойствами находящейся в нем материи (знаменитом уравнении Эйнштейна из общей теории относительности) свойства самого пространства. Проще говоря, именно она описывает расширение самого пространства.
Ну, а оставшиеся три буквы CDM - это сold dark matter, холодная темная материя. То самое неизвестно что, которое состоит неизвестно из чего, имеет массу, в шесть раз большую, чем масса всей видимой материи Вселенной и управляет движением этой видимой материи. Только еще и холодная - то есть, ее компоненты, чем бы они ни были, имеют скорость намного меньшую скорости света и за счет этого могут образовывать грандиозные гравитационно связанные структуры.

Ну, а вместе, ΛCDM - это модель (математическое описание) Вселенной, в которой есть ненулевая космологическая постоянная, и часть темной материи является холодной. Если в это описание подставить определенное наблюдениями значение космологшической постоянной и, опять же, определенную наблюдениями среднюю плотность холодной темной материи (или, если угодно, долю холодной темной материи во всей материи Вселенной), а в качестве начальных условий задать исходные состояния барионных акустических колебаний alef0.diary.ru/p184912976.htm, скажем, определенные наблюдениями реликтового фонового излучения alef0.diary.ru/p172394571.htm и теоретическими рачетами, модель определит последующую эволюцию Вселенной с момента рекомбинации - с образованием галактик, скоплений и сверхскоплений. Для других температур темной материи характер эволюции Вселенной, в первую очередь, ее крупномасштабной структуры alef0.diary.ru/p164619514.htm.
Что интересно - модель действительно и исправно работает: не только с высокой точностью объясняет результаты наблюдений, но и предсказывает то, что не наблюдалось без нее и обнаруживается постфактум.

Вот только несколько десятилетий назад у модели ΛCDM возникла серьезная сложность: так называемая проблема отсутствующих спутников.
Суть ее заключалась в том, что модель ΛCDM позволяет достаточно неплохо оценить распределение галактик по массам в современной Вселенной и подсчитать, сколько галактик-спутников малой массы в среднем должно приходиться на галактику большой массы (для разных условий окружающей среды: в частности, в скоплениях различного типа alef0.diary.ru/p183134683.htm, alef0.diary.ru/p191785310.htm). Беда в том, что теоретически определить их количество нетрудно - а вот практически подсчитать очень сложно. Мы же помним, что эти самые карликовые галактики бывают очень тусклыми - большинство их уступают по светимости крупной звезде классов О или В, вспомним, хотя бы, наших соседей alef0.diary.ru/p186074798.htm. А это значит, что пересчитать спутники удаленных галактик-гигантов не получится - остается довольствоваться нашим ближайшим окружением, где они еще видны: галактикой Андромеды, Треугольника, ну, и нашей собственной галактикой Млечный путь, разумеется.
И вот тут обнаружилась нехорошая вещь. Выяснилось, что модель ΛCDM предсказывает намного больше спутников, чем их имеется в наличии. Весьма намного. Двадцать лет назад у Млечного пути насчитывали полтора десятка спутников - а теория требовала 300-500 штук.
Разумеется, такое расхождение теории с практикой требовало серьезных решений. Вплоть до отказа от модели ΛCDM, концепции темной материи, пересмотра теорий гравитации и так далее. И по этому пути пошли, во многом преуспев, найдя по дороге много нового и интересного, но так и не выстроив внятной, приемлемой и красивой картины.

Правда, потом начались приключения.
Во-первых, обнаружилось, что массы Млечного пути и галактики Андромеды, которые использовались в расчетах, были по разным причинам завышены, причем существенно - в несколько раз (про это я недавно рассказывал. Парадокс - но взвесить свою галактику куда сложнее, чем какую-нибудь удаленную). Так что о многих сотнях спутников, предсказываемых для Млечного пути моделью ΛCDM, речь уже не шла - тут уж дай Бог до сотни-другой дотянуть.
Во-вторых, анализ эволюции маленьких галактик в древнюю эпоху реионизации показал, что самые маленькие из них в те времена теряли газ и прочую видимую материю, доживая до наших дней в виде очень тусклых, а то и вообще темных (без звезд) галактик (об этом процессе - см. alef0.diary.ru/p216052471.htm). И когда начали их наблюдать - количество спутников Млечного пути начало быстро расти, добравшись к настоящему времени до шести десятков. А сколько еще не открыто - то ли потому, что они спрятаны за диском, то ли потому, что они оптически не наблюдаются (см., напр., alef0.diary.ru/p216584581.htm - то сгущение темной материи, которое отклоняет звезды потока GD-1 - это же, в сущности, темная карликовая галактика. А сколько их остается невидимыми!)?
Ну, а третье по порядку и, похоже, первое по значимости - это процессы из первого абзаца. Они приводят не только к уменьшению количества спутников по сравнению с "классической" моделью - спутники просто вымирают, сливаясь и поглощаясь - но и к тому, что спутники переходят в разряд ненаблюдаемых, теряя массу, зведы, газ, а подчас и темную материю куда более интенсивно, чем следует из теории, учитывающей только их распределение по массам. Похоже, одних лишь воздействий подобного рода может хватить для объяснения проблемы отсутствующих спутников.

Так что изучение тяжелой жизни галактик спутников в окружении больших галактик, в первую очередь, имеет серьезное значение для космологии и изучения устройства и деталей происхождения нашего мира.

@темы: Наш мир - галактики, Наш мир - Вселенная, Наш мир, Наука

URL
Комментарии
2019-01-09 в 13:46 

istanaro
Lutar e vencer!
В смысле, ΛCDM тоже неточна?

2019-01-09 в 15:38 

Bats
Bats
спасибо!

2019-01-09 в 15:51 

Atandakil
El sueño de la razón produce monstruos
istanaro, по мере учета всех перечисленных обстоятельств становится все более похожим на то, что она все же адекватно описывает наблюдаемое количество спутников. Особенно, когда учитываются эти самые эффекты окружения.

Bats, и Вам спасибо.

URL
2019-01-09 в 17:22 

dreamwidth вы забросили?

2019-01-10 в 00:53 

Освит
Но пока я дышу - не дописана эта страница... (с)
Читаем-читаем)) Может, что-то пропускаю и уж точно не всегда могу сказать нечто по теме, потому и молчу, дураком показаться стыдно.

2019-01-16 в 00:18 

Atandakil
El sueño de la razón produce monstruos
alex.veremeenko, это по обстоятельствам.

Освит, у Вас это не получится!

URL
Комментирование для вас недоступно.
Для того, чтобы получить возможность комментировать, авторизуйтесь:
 
РегистрацияЗабыли пароль?

Мысли вслух

главная