eso1217uk — Науковий реліз

Серйозний удар по теоріях темної матерії?

Нове дослідження показує незбагненну недостачу темної матерії в околицях Сонця

18 квітня 2012 р.

Найбільш точне на сьогодні дослідження рухів зірок у Чумацькому Шляху не знайшло доказів існування темної матерії у великих просторових обсягах навколо Сонця. Згідно широко визнаних теорій, околиці Сонця повинні були бути заповнені темною матерією - таємничою невидимою субстанцією, котра може бути виявлена тільки побічно через її гравітаційний вплив. Однак нове дослідження, проведене групою астрономів в Чилі, показало, що ці теорії просто не відповідають фактам спостережень. Це може означати, що спроби безпосереднього виявлення частинок темної матерії на Землі навряд чи будуть успішними.

Науково-дослідна група, використавши 2.2 м телескоп MPG/ESO в обсерваторії Ла Сілла ESO разом із іншими телескопами, створила мапу руху більш ніж 400 зірок на відстанях від Сонця до 13 000 світлових років. Виходячи із цих нових даних, вчені обчислили масу матерії в безпосередній близькості від Сонця, а також в об’ємах простору, котрі у чотири рази більші, ніж будь-коли раніше бралися до уваги.

"Підсумок маси, котрий ми отримали, дуже добре відповідає тому, що ми бачимо як зорі, пил та газ в околицях Сонця",- говорить керівник групи Крістіан Моні Бідін (Департаменто де Астрономія, Універсідад де Консепсьйон, Чилі). "Але це не залишає місця для особливої "темної матерії", на котру ми очікували. Наші розрахунки показують, що вона повинна була дуже чітко проявитися в наших вимірюваннях. Але її там просто не виявилось! "

Темна матерія являє собою таємничу речовину, котру не можна побачити, але вона видає себе через гравітаційний вплив на навколишню матерію. Цей особливий складник космосу спочатку було запропоновано для пояснення того, чому зовнішні частини галактик, включаючи наш Чумацький Шлях, обертаються настільки швидко. Але наразі темна матерія також є важливим елементом теорії утворення та еволюцій галактик.

Сьогодні широко визнано, що ця темна складова становить близько 80% маси Всесвіту [1], незважаючи на те, що вона пручається всім спробам з'ясувати її природу, досі не зрозумілу. Наразі всі намагання виявити частинки темної матерії в лабораторіях на Землі також не увінчалися успіхом.

Шляхом дуже ретельних вимірів руху багатьох зірок, зокрема тих, котрі віддалені від площини Чумацького Шляху, команда могла працювати у "зворотному напрямку", щоб вивести, скільки там присутньої матерії [2]. Рухи зірок є результатами взаємного гравітаційного тяжіння всієї присутньої речовини, як звичайної матерії, із якої складені зорі, так і темної.

Сучасні астрономічні моделі утворення та обертання галактик припускають, що Чумацький Шлях оточений гало із темної матерії. Вони не в стані точно передбачити, які форми приймає це гало, але розраховують виявити значну кількість темної матерії в околицях Сонця. Тільки дуже малоймовірної форми гало темної матерії, як наприклад - сильно витягнутої, можна пояснити її недостачу в рамках нового дослідження [3].

Нові результати також означають, що намагання виявити темну матерію на Землі через спроби визначити рідкісні взаємодії часток темної матерії із "нормальною", навряд чи будуть успішними.

"Незважаючи на нові результати, Чумацький Шлях безсумнівно обертається набагато швидше, ніж це може пояснити тільки видима матерія. Таким чином, якщо темна матерія не присутня там, де ми чекали, має бути знайдене нове рішення проблеми прихованої маси. Наші результати суперечать прийнятим в даний час моделям. Таким чином, таємниця темної матерії стала іще більш загадковою. Майбутні дослідження, такі як місія Gaia ESA, матимуть вирішальне значення для вирішення проблеми", - укладає Крістіан Моні Бідін.

Примітки

[1] Сучасні теорії оцінюють кількість темної матерії у Всесвіті на 83%, а всю іншу видиму речовину на 17%. Також у Всесвіті у величезній кількості присутня так звана "темна енергія", але вважається, що вона не впливає на рух зірок Чумацького Шляху.

[2] Спостереження були зроблені за допомогою спектрографа FEROS на 2.2 м телескопі MPG/ESO, інструменту Coralie на швейцарському 2.1 м телескопі Леонарда Ейлера, приладу MIKE на телескопі Магеллан II та ешельного спектрографа на Телескопі Ірен Дюпон. Перші два телескопа розташовані в обсерваторії Ла Сілла ESO, два останні в обсерваторії Лас Кампанас. Дані обсерваторії знаходяться у Чилі. Загалом спостереження над понад 400 червоними гігантами, котрі на різних висотах над площиною Галактики у напрямку до південного галактичного полюсу, були включені в цю роботу.

[3] Теорія передбачає, що середня кількість темної матерії в галактиці в околицях Сонця повинна бути в межах 0,4-1,0 кг в об'ємі розміром із Землю. Нові вимірювання для цього об'єму дають значення 0.00 ± 0,07 кг темної матерії.

Детальніше

Дане дослідженння представлене у статті “Kinematical and chemical vertical structure of the Galactic thick disk II. A lack of dark matter in the solar neighborhood”, by Moni-Bidin et al. котра вийде в The Astrophysical Journal.

Науково-дослідна група у складі C. Moni Bidin (Departamento de Astronomía, Universidad de Concepción, Chile), G. Carraro (European Southern Observatory, Santiago, Chile), R. A. Méndez (Departamento de Astronomía, Universidad de Chile, Santiago, Chile) та R. Smith (Departamento de Astronomía, Universidad de Concepción, Chile).

2012 рік ознаменований 50-ю річницею заснування Європейської Південної Обсерваторії (ESO).
ESO, Європейська Південна Обсерваторія - це передова міжурядова астрономічна організація в Європі та найбільш продуктивна астрономічна обсерваторія світу. Її підтримує 15 країн: Австрія, Бельгія, Бразилія, Чеська Республіка, Данія, Франція, Фінляндія, Німеччина, Італія, Нідерланди, Португалія, Іспанія, Швеція, Швейцарія та Сполучене Королівство. ESO здійснює ініціативну програму, зосереджену на проектуванні, будівництві та експлуатації потужних наземних спостережних об'єктів, що дозволяє астрономам робити важливі наукові відкриття. ESO також відіграє провідну роль у сприянні та організації співробітництва в астрономічних дослідженнях. ESO працює на трьох унікальних, світового класу обсерваторіях в Чилі: Ла Сілла, Паранал і Чахнантор. На горі Паранал, в ESO працює Дуже Великий Телескоп - найбільш передова в світі астрономічна обсерваторія видимого діапазону та VISTA - найбільший оглядовий телескоп в світі. ESO є європейським партнером просунутого астрономічного радіотелескопу ALMA, найбільшого існуючого астрономічного проекту. В даний час, ESO планує 40 метрового класу Європейський Надзвичайно Великий Телескоп E-ELT (оптичний та ближній ІЧ діапазони), який стане "найбільшим в світі оком в небо".

Посилання

Контакти

Oleg Maliy
NGO Zaporozhye Astronomical Club Altair
Zaporozhye, Ukraine
Телефон: +380 67 1371070
Email: astroclubzp@gmail.com

Christian Moni Bidin
Universidad de Concepción
Concepción, Chile
Телефон: +56 9 9210 3235
Email: cmbidin@astro-udec.cl

Giovanni Carraro
ESO
Santiago, Chile
Email: gcarraro@eso.org

René A. Méndez
Department of Astronomy, University of Chile
Santiago, Chile
Email: rmendez@u.uchile.cl

Rory Smith
Universidad de Concepción
Concepción, Chile
Email: rsmith@astro-udec.cl

Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT and Survey Telescopes Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Телефон: +49 89 3200 6655
Стільниковий: +49 151 1537 3591
Email: rhook@eso.org

Переклад прес-релізу ESO eso1217.

Про реліз

Реліз №:eso1217uk
Назва:Dark Matter, Milky Way
Тип:• Milky Way
• Milky Way : Cosmology : Phenomenon : Dark Matter
Facility:MPG/ESO 2.2-metre telescope
Science data:2012ApJ...751...30M

Зображення

Комп'ютерна модель очікуваного розподілу темної матерії навколо Чумацького Шляху
Комп'ютерна модель очікуваного розподілу темної матерії навколо Чумацького Шляху
Комп'ютерна модель очікуваного розподілу темної матерії навколо Чумацького Шляху (із позначками)
Комп'ютерна модель очікуваного розподілу темної матерії навколо Чумацького Шляху (із позначками)

Відео

Artist’s impression of the expected dark matter distribution around the Milky Way
Artist’s impression of the expected dark matter distribution around the Milky Way
тільки на англійській

Також дивіться наші