Кривая вращения галактики
-
Кривая вращения дисковой галактики
- График зависимости орбитальных скоростей звезд или газа от радиального расстояния от центра галактики
- Данные асимметричны, усредняются для создания кривой
- Наблюдаемые кривые не соответствуют теории гравитации
-
Теории темной материи
- Основные постулаты для объяснения разницы между наблюдаемыми и теоретическими кривыми
- Звезды вращаются с одинаковой или возрастающей скоростью, планеты и спутники — с уменьшающейся
- Оценки массы галактик на основе света слишком малы
-
Проблема вращения галактик
- Несоответствие между наблюдаемыми кривыми и теоретическим прогнозом
- Профили масс галактик не совпадают с наблюдаемыми кривыми
- Решение: гипотеза о темной материи и ее распределении
-
История исследований
- Ян Оорт первым заметил несоответствие в 1932 году
- Хорас Бэбкок в 1939 году сообщил о кривых вращения Андромеды
- Хен ван де Хюлст в 1957 году опубликовал кривую вращения M31
- Луиза Волдерс в 1959 году подтвердила аномальное вращение M33
-
Современные исследования
- Вера Рубин в 1975 году обнаружила, что звезды вращаются с одинаковой скоростью
- Результаты подтверждены в последующие десятилетия
- Кривые вращения не уменьшаются в зависимости от обратного квадратного корня
-
Профили плотности ореола
- Профиль плотности должен отличаться от сосредоточенного в центре
- Профиль Наварро-Фрэнка-Уайта согласуется с наблюдениями
- Альтернативные профили, такие как Einasto, также предложены
-
Интерпретация наблюдений
- Около 26% массы Вселенной состоит из темной материи
- Темная материя доминирует в гравитационном потенциале галактик
- Галактики находятся в центрах ореолов темной материи, подверженных гравитационной нестабильности
-
Исследование темной материи
- Измерение кинематики звезд и газа помогает исследовать темную материю.
- Соотношение Талли-Фишера связывает скорость вращения галактик с их светимостью.
- Знание скорости вращения позволяет определить светимость галактики.
-
Проблемы с темной материей
- Современные модели не объясняют зависимость от масштаба.
- Галактики с низкой поверхностной яркостью имеют более протяженные ореолы темной материи.
- Проблема остроконечного гало остается нерешенной.
-
Альтернативы темной материи
- Модифицированная ньютоновская динамика (MOND) успешно предсказывает кривые вращения галактик.
- Соотношение радиального ускорения (RAR) может быть предсказано на основе барионов.
- Космологическое моделирование с барионной обратной связью воспроизводит RAR без MOND.
-
Релятивистские теории
- Тензорно-векторно-скалярная гравитация (TeVeS) и скалярно-тензорно-векторная гравитация (STVG) сводятся к MOND.
- Теория f (R) Капоцциелло и Де Лаурентиса также может объяснить кривые вращения галактик.
-
Общая теория относительности
- Модель вращения галактик на основе общей теории относительности согласуется с распределением массы видимой материи.
- Данные Gaia показывают, что кривую вращения Млечного Пути можно объяснить без темной материи.
-
Гравитоэлектромагнетизм
- Герсон Отто Людвиг предложил модель, объясняющую кривые вращения галактик гравитоэлектромагнетизмом.