Temná hmota bola teoretizovaná, že existuje relatívne nedávno, a my sme prešli dlhú cestu v porozumení toho, čo tvorí neuveriteľných 23% nášho vesmíru. Nedávny dokument o temnej hmote bližšie k domovu - priamo tu v našej vlastnej Slnečnej sústave - ukazuje, že je hustejšia a mohutnejšia ako v galaktickom halo.
Temná hmota je jednoducho čudná vec. Nevypúšťa svetlo, masovo a gravitačne reaguje s „normálnou“ hmotou - veci, z ktorých sme my, naša planéta a hviezdy zložení. Rovnako ako normálna hmota sa „zhlukuje“ alebo narastá kvôli tejto gravitačnej príťažlivosti; v blízkosti galaxií nájdeme viac temnej hmoty, ako v obrovských rozsahoch medzi nimi.
Temná hmota nie je na Mliečnej ceste alebo niekde na druhej strane vesmíru vzdialená: je to tu doma v našej slnečnej sústave. V nedávnom dokumente predloženom Fyzická kontrola D, Ethan Siegel a Xiaoying Xu z Arizonskej univerzity analyzovali distribúciu temnej hmoty v našej slnečnej sústave a zistili, že hmotnosť temnej hmoty je 300-krát väčšia ako priemerná hodnota galaktického halo a hustota je 16 000-krát vyššia ako hustota na pozadí temnej hmoty.
Xu a Siegel v priebehu histórie slnečnej sústavy vypočítali, že bolo zachytených 1,07 x 10 ^ 20 kg tmavej hmoty, čo predstavuje asi 0,0018% hmotnosti Zeme. Aby sme získali informácie o tomto počte, hmotnosť Ceresovho najväčšieho objektu v asteroidovom páse medzi Marsom a Jupiterom je asi 9-násobok tejto sumy.
Siegel a Xu spočítali, koľko temnej hmoty sa slnečná sústava prehnala za 4,5 miliardy rokov života modelovaním zloženia halou tmavej hmoty na pozadí na obežnej dráhe slnečnej sústavy okolo galaxie a vypočítaním toho, koľko by sa temná hmota dostala byť zachytený slnečnou sústavou, keď sa pohybuje týmto halo. Tento výpočet vykonali pre Slnko a každú z ôsmich planét osobitne, pričom rozdali hmotu v celej slnečnej sústave, ako aj celkové zachytené množstvo.
Rovnako ako keď jazdíte autom cez ľahké sneženie, tmavá hmota sa „prilepí“ na slnečnú sústavu, keď je gravitačne viazaná Slnkom a planétami. Rovnako ako sa niektorý sneh topí na vašom čelnom skle (dúfajme), niektorí sa nelepia na kapotu a väčšina z nich práve letí, ani tmavá hmota nie je v našej slnečnej sústave distribuovaná rovnomerne. Niektoré planéty ich obklopujú viac temnou hmotou ako iné, podľa toho, kde sú. Nižšie je uvedené rozdelenie hustoty temnej hmoty v slnečnej sústave
Prvým bodom je Merkúr a ďalšími dvoma bodmi sú Venuša a Zem (Mars sa nezobrazí). Ďalším je Jupiter, za ktorým nasleduje malá rana od Saturn a nakoniec Urán a Neptún spolu tvoria poslednú ranu.
Ako lokálna temná hmota ovplyvňuje interakcie v slnečnej sústave? Nemá to veľký vplyv na obežnú dráhu planét, ani výrazne nespomaľuje slnečnú sústavu na jej obežnej dráhe okolo galaktického centra.
„Ak by bolo prítomných dosť temnej hmoty, obežné planéty by mohli mať svoju periheliu rýchlejšie, ako keby neexistovala žiadna temná hmota. Množstvo tmavej hmoty povolené z týchto pozorovaní je podstatne väčšie ako množstvo, ktoré predpokladám. Chyby pri meraní periheliónovej precesie sú v jednotkách stotín oblúka sekundy za storočie ... Aj keď predpokladáte, že temná hmota je v pokoji vzhľadom na galaxiu, cez ktorú prechádza slnečná sústava (čo je extrémny príklad), Slnko má rád 10 až 30 kg; zachytenie zhluku temnej hmoty s hmotnosťou 10 ^ 20 kg vás počas životnosti slnečnej sústavy spomalí asi o 20 mikrónov / sekundu. Takže to by bolo malé. “ - Ethan Siegel v e-mailovom rozhovore.
A bohužiaľ, týmto zjavením sa záhada priekopníckej anomálie nevyrieši, pretože hmotnosť zachytenej temnej hmoty nestačí na vysvetlenie zvláštnych pohybov tejto kozmickej lode.
Objav vyššej hustoty a hmotnosti temnej hmoty v našom susedstve však môže pomôcť pri štúdiu a detekcii temnej hmoty. Poznanie distribúcie hmoty a hustoty miestnej temnej hmoty - a teda vedieť, koľko a kde ju hľadať - poskytne astronómom, ktorí sa budú zaoberať riešením toho, čo presne obsahuje, s viac informáciami.
„Naše určenie hustoty a distribúcie rýchlosti temnej hmoty v miestnostiach má veľký význam pre experimenty s priamymi detekciami. Posledné vykonané výpočty predpokladajú, že vlastnosti tmavej hmoty v mieste Slnka sú odvodené priamo z galaktického halo. Na porovnanie zistíme, že terestriálne experimenty by mali brať do úvahy aj súčasť tmavej hmoty s hustotou 16 000-krát vyššou ako je hustota halo v pozadí, “napísali Xu a Siegel.
Zdroj: Arxiv, e-mailový rozhovor s Ethanom Siegelom
