Темна матерія теоретично існувала відносно недавно, і ми пройшли довгий шлях у розумінні того, що становить колосальні 23% нашого Всесвіту. Нещодавній документ про темну матерію, що наближається до будинку - саме тут, у нашій власній Сонячній системі - виявляє, що це щільніше і масивніше, ніж у галактичному ореолі.
Темна матерія - це просто звичайні дивні речі. Він не випромінює світло, має масу і гравітаційно реагує на «нормальну» речовину - речі, з яких ми складається з нашої планети та зірок. Так само, як і звичайна матерія, вона згущується або наростає через це гравітаційне тяжіння; ми знаходимо більше темної матерії біля галактик, ніж на величезних просторах між ними.
Темна матерія не просто далеко в Чумацькому Шляху або десь на іншій стороні Всесвіту: вона тут, вдома, в нашій Сонячній системі. У недавньому документі, поданому до Фізичний огляд D, Етан Зігель та Сяоїнг Сю з університету Арізони проаналізували розподіл темної речовини в нашій Сонячній системі, і виявили, що маса темної речовини в 300 разів більше, ніж у середнього галактичного ореолу, а щільність у 16000 разів більша, ніж фонова темна матерія.
Протягом історії Сонячної системи Сю і Зігель обчислюють, що було захоплено 1,07 X 10 ^ 20 кг темної речовини, або приблизно 0,0018% маси Землі. Щоб отримати ручку за цим числом, маса Церери - найбільшого об’єкта в поясі астероїдів між Марсом і Юпітером - приблизно в 9 разів перевищує цю кількість.
Зігель і Сю підрахували, скільки темної матерії Сонячної системи прокотилося протягом 4,5 мільярдів років, моделюючи композицію фонового ореолу темної речовини в орбіті Сонячної системи навколо галактики, і обчисливши, скільки саме темної речовини буде бути захопленим Сонячною системою, коли він рухається через цей ореол. Вони проводили цей розрахунок для Сонця та кожної з восьми планет окремо, даючи розподіл речовини по всій Сонячній системі, а також загальну кількість захоплених.
Так само, як коли ви керуєте автомобілем через легкий снігопад, темна матерія "прилипає" до Сонячної системи, коли вона гравітаційно пов'язана із Сонцем та планетами. Точно як частина снігу тане на вашому лобовому склі (сподіваємось), частина не прилипає до капота, а більшість просто летить прямо, темна речовина не розподіляється рівномірно по всій нашій Сонячній системі. Деякі планети мають більше темної речовини, що їх оточує, ніж інші, залежно від того, де вони перебувають. Нижче показано розподіл щільності темної речовини в Сонячній системі
Перший шип - Меркурій, а наступні два шипи - Венера і Земля (Марс не з'являється). Наступним є Юпітер, за ним невеликий удар від Сатурна і, нарешті, Уран і Нептун у поєднанні створюють останній невеликий удар.
Як місцева темна речовина впливає на взаємодію Сонячної системи? Ну, це не має великого впливу на орбіти планет, а також не сповільнює Сонячну систему на орбіті навколо галактичного центру.
«Планетарні орбіти, якби там було достатньо темної речовини, мали б їх перихелію швидше, ніж якби не було темної речовини. Кількість темної речовини, дозволеної в цих спостереженнях, значно більша, ніж я прогнозую. Помилки вимірювань прецесії перигелію складаються в одиницях сотих частини дуги секунди на століття ... Навіть якщо ви припускаєте, що темна речовина знаходиться в спокої відносно галактики, по якій рухається Сонячна система (що є крайнім прикладом), НД порядку 10 ^ 30 кг; захоплення 10–20 кг скупчення темної речовини сповільнить вас приблизно на 20 мкм / секунду протягом життя Сонячної системи. Так що це було б мало. " - Етан Зігель в інтерв'ю електронною поштою.
На жаль, таємниця піонерської аномалії не буде вирішена цим відкриттям, оскільки маса захопленої темної речовини недостатня для пояснення дивних рухів цього космічного корабля.
Виявлення більш високої щільності та маси темної матерії у нашому районі може допомогти в дослідженні та виявленні темної речовини. Знаючи розподіл маси та густини місцевої темної речовини - і, знаючи, скільки і де її шукати, - астрономи розберуться вирішити саме те, що складається з неї, і отримають більше інформації.
«Наше визначення локальної щільності темної речовини та розподілу швидкості має велике значення для експериментів прямого виявлення. За останніми розрахунками, які були проведені, передбачається, що властивості темної матерії на місці Сонця походять безпосередньо з галактичного ореолу. Для порівняння ми виявляємо, що наземні експерименти також повинні розглядати компонент темної речовини, щільність у 16 000 разів більша за фонову щільність ореолу », - писали Сю та Зігель.
Джерело: Арксів, інтерв'ю електронною поштою з Етаном Зігелем
