Karanlık madde nispeten yakın zamanda var olmak için teorileştirildi ve Evrenimizin yüzde 23'ünü neyin oluşturduğunu anlamak için uzun bir yol kat ettik. Karanlık madde üzerine, evimize daha yakın bir yerde - tam da burada kendi Güneş Sistemimizde, - bunun galaktik halodan daha yoğun ve daha masiftir.
Karanlık madde sadece garip şeyler. Işık vermez, kütleye sahiptir ve “normal” madde ile yerçekimsel olarak tepki verir - bizim ve gezegenimizin ve yıldızların oluşturduğu şeyler. Tıpkı normal madde gibi, bu çekimsel çekimden dolayı “toplanır” veya toplanır; galaksilerin yakınında, aralarındaki geniş alanlardan daha fazla karanlık madde buluyoruz.
Karanlık madde Samanyolu'nda veya Evrenin diğer tarafında çok uzakta değil: Güneş Sistemi'mizde burada. Son zamanlarda gönderilen bir makalede Fiziksel İnceleme D, Arizona Üniversitesi'nden Ethan Siegel ve Xiaoying Xu, Güneş Sistemimizdeki karanlık maddenin dağılımını analiz etti ve karanlık madde kütlesinin galaktik halo ortalamasından 300 kat daha fazla olduğunu ve yoğunluğun 16.000 kat daha fazla olduğunu buldu. arka plan karanlık madde.
Güneş Sistemi tarihi boyunca Xu ve Siegel, 1.07 X 10 ^ 20 kg karanlık maddenin veya Dünya kütlesinin yaklaşık% 0.0018'inin yakalandığını hesaplar. Bu sayıyı ele almak için Ceres'in kütlesi - Mars ve Jüpiter arasındaki asteroit kuşağındaki en büyük nesne - bu miktarın yaklaşık 9 katıdır.
Siegel ve Xu, Güneş Sisteminin galaksideki yörüngesindeki arka plan karanlık madde halo'nun kompozisyonunu modelleyerek ve ne kadar karanlık maddenin olacağını hesaplayarak Güneş Sisteminin 4,5 milyar yıllık ömrünü ne kadar karanlık madde süpürdüğünü hesapladı bu hale boyunca hareket ederken Güneş Sistemi tarafından tuzağa düşürülebilir. Bu hesaplamayı Güneş ve sekiz gezegenin her biri için ayrı ayrı yürüttüler ve maddenin Güneş Sistemi boyunca dağılımını ve yakalanan toplam miktarı verdi.
Aracınızı hafif bir kar yağışı ile sürdüğünüzde olduğu gibi, karanlık madde de Güneş ve gezegenler tarafından yerçekimi ile bağlandığında Güneş Sistemine “yapışır”. Nasıl ki bazı karlar ön camınızda erirse (umarım), bazıları kaputa yapışmaz ve çoğu hemen uçar, karanlık madde de Güneş Sistemimiz boyunca eşit olarak dağılmaz. Bazı gezegenler, bulundukları yere bağlı olarak, onları çevreleyen diğerlerinden daha fazla karanlık maddeye sahiptir. Aşağıda Güneş Sistemindeki karanlık maddenin yoğunluk dağılımı gösterilmiştir.
İlk sivri Merkür ve sonraki iki sivri Venüs ve Dünya'dır (Mars görünmez). Bir sonraki Jüpiter, ardından Satürn'den küçük bir yumru ve son olarak Uranus ve Neptune bir araya geldiğinde son küçük yumru oluşturdu.
Yerel karanlık madde Güneş Sistemi'ndeki etkileşimleri nasıl etkiler? Gezegenlerin yörüngeleri üzerinde büyük bir etkisi yoktur ve güneş sistemini galaktik merkez çevresindeki yörüngesinde önemli ölçüde yavaşlatmaz.
“Gezegensel yörüngeler, eğer yeterince karanlık madde olsaydı, perihelialarını karanlık madde olmadığından daha hızlı alırlardı. Bu gözlemlerden izin verilen karanlık madde miktarı tahmin ettiğim miktardan çok daha fazla. Perihelion öncülüğünün ölçümlerindeki hatalar, yüzyılda saniyede bir arkın yüzde birlik birimlerindedir ... Karanlık maddenin Güneş Sistemi'nin hareket ettiği galaksiye göre (aşırı örnek) dinlendiğini varsaysanız bile, Güneş düzeneği 10 ^ 30 kg; 10 ^ 20 kg'lık bir karanlık madde kümesinin yakalanması, Güneş Sisteminin ömrü boyunca yaklaşık 20 mikron / saniye yavaşlatır. Yani bu küçük olurdu. ” - E-posta röportajında Ethan Siegel.
Ve ne yazık ki, Pioneer anomalisinin gizemi bu vahiy ile çözülmeyecek, çünkü yakalanan karanlık maddenin kütlesi o uzay aracının garip hareketlerini açıklamak için yeterli değil.
Bununla birlikte, mahallemizde daha yüksek bir yoğunluk ve karanlık madde kütlesi bulunması, karanlık maddenin araştırılmasına ve saptanmasına yardımcı olabilir. Yerel karanlık maddenin kütle ve yoğunluk dağılımını bilmek - ve böylece ne kadar ve nerede arayacağını bilmek - gökbilimcilere yaptıklarını tam olarak daha fazla bilgi ile çözmelerini sağlayacaktır.
“Yerel karanlık madde yoğunluğu ve hız dağılımını belirlememiz, doğrudan tespit deneyleri için büyük önem taşımaktadır. En son yapılan hesaplamalar, Güneş'in bulunduğu yerdeki karanlık maddenin özelliklerinin doğrudan galaktik halodan türetildiğini varsayar. Karşılaştırma yaparak, karasal deneylerin, arka plan halo yoğunluğundan 16.000 kat daha fazla yoğunluğa sahip bir karanlık maddenin bileşenini de dikkate alması gerektiğini bulduk ”dedi.
Kaynak: Arxiv, Ethan Siegel ile e-posta röportajı
