Тъмната материя теоретично съществува сравнително наскоро и ние изминаваме дълъг път в разбирането на това, което представлява огромен 23% от нашата Вселена. Неотдавнашен документ за тъмната материя, по-близо до дома - точно тук, в нашата собствена Слънчева система - разкрива, че е по-гъста и по-масивна, отколкото в галактическия ореол.
Тъмната материя е просто обикновени странни неща. Той не излъчва светлина, има маса и реагира гравитационно с „нормалната“ материя - нещата, от които сме съставени ние, нашата планета и звездите. Подобно на нормалната материя, тя се „струпва“ нагоре или се натрупва поради това гравитационно привличане; откриваме повече тъмна материя в близост до галактики, отколкото в огромните простори между тях.
Тъмната материя обаче не е само далеч в Млечния път или някъде от другата страна на Вселената: тук е у дома, в нашата Слънчева система. В скорошен документ, изпратен до Физически преглед D, Ethan Siegel и Xiaoying Xu от Университета в Аризона анализираха разпределението на тъмната материя в нашата Слънчева система и откриха, че масата на тъмната материя е 300 пъти повече от тази на средния галактически ореол, а плътността е 16 000 пъти по-висока от тази на тъмната материя на заден план.
През историята на Слънчевата система Ксу и Зигел изчисляват, че са заловени 1,07 X 10 ^ 20 kg тъмна материя или около 0,0018% от масата на Земята. За да се справите с това число, масата на Церера - най-големият обект в астероидния пояс между Марс и Юпитер - е около 9 пъти повече от тази сума.
Зигел и Сю изчислиха колко тъмна материя Слънчевата система се е преместила през 4,5 милиарда години живот, като са моделирали състава на фоновия ореол на тъмната материя в орбитата на Слънчевата система около галактиката и са изчислили колко точно тъмна материя ще има бъдете хванати от Слънчевата система, докато се движи през този ореол. Те проведоха това изчисление за Слънцето и всяка една от осемте планети поотделно, давайки разпределението на материята в Слънчевата система, както и общото заловено количество.
Подобно на това, когато карате колата си през лек снеговалеж, тъмната материя се „залепва“ за Слънчевата система, когато тя е гравитационно обвързана от Слънцето и планетите. Тъй като някои от снега се топят на вашето предно стъкло (надяваме се), някои не се залепват за качулката и повечето просто летят точно, тъмната материя също не се разпределя равномерно в нашата Слънчева система. Някои планети имат повече тъмна материя около тях, отколкото други, в зависимост от това къде се намират. По-долу е показано разпределението на плътността на тъмната материя в Слънчевата система
Първият шип е Меркурий, а следващите два шипа са Венера и Земята (Марс не се показва). Следващият е Юпитер, последван от малък удар от Сатурн и накрая заедно Уран и Нептун създават последния малък удар.
Как локалната тъмна материя влияе върху взаимодействията в Слънчевата система? Е, той няма голям ефект върху орбитите на планетите, нито забавя Слънчевата система в орбитата си около галактическия център.
„Планетарните орбити, ако имаше достатъчно тъмна материя, щяха перихелията им да прецени по-бързо, отколкото ако нямаше тъмна материя. Количеството тъмна материя, разрешено от тези наблюдения, е значително по-голямо от прогнозираното от мен количество. Грешките при измерванията на перихелионната прецесия са в единици от стотни от дъгата секунда на век ... Дори да приемете, че тъмната материя е в покой по отношение на галактиката, през която Слънчевата система се движи (което е крайният пример), Слънцето е от порядъка на 10 ^ 30 кг; улавянето на 10 ^ 20 кг бучка тъмна материя ще ви забави с около 20 микрона / секунда през целия живот на Слънчевата система. Така че това би било малко. " - Итън Сийгъл в интервю по имейл.
И, уви, загадката на Пионерската аномалия няма да бъде разрешена от това разкритие, тъй като масата на уловената тъмна материя не е достатъчна, за да обясни странните движения на този космически кораб.
Откриването на по-висока плътност и маса на тъмната материя в нашия квартал обаче може да помогне при изследването и откриването на тъмната материя. Познаването на разпределението на масата и плътността на местната тъмна материя - и по този начин да знаем колко и къде да я търсите - ще даде възможност на астрономите да разгледат точно какво е съставено с повече информация.
„Нашето определяне на локалната плътност на тъмната материя и разпределението на скоростта са от голямо значение за експериментите с директно откриване. Последните изчисления, които бяха направени, предполагат, че свойствата на тъмната материя на мястото на Слънцето са получени директно от галактическия ореол. За сравнение откриваме, че наземните експерименти също трябва да разглеждат компонент на тъмната материя с плътност 16 000 пъти по-голяма от фоновата плътност на ореола ", пише Xu и Siegel.
Източник: Арксив, интервю по имейл с Итън Сийгъл
