Темная Материя

[Татьяна]

     У меня тут на досуге появилась скромная мысль о происхождении темной материи, ну, или ее части. Почему-то мне вспомнился знаменитый хаббловский "чертов палец" и появилась мысль: а что если в газо-пылевых облаках образуются не только звезды, но и планеты? Скорее даже, что если образование звезд является более редким явлением, чем рождение бесхозных планет? Т.е. там и тут в галактиках образуются планеты, которые не светят, не имеют значительного гравитационного влияния поодиночке, не взрываются (ну, только в крайних случаях), не умирают, а все рождаются, рождаются, рождаются, и их все больше. Наверное, мысль не нова, но я ничего такого не слышала.

[vika vorobyeva]

Чтобы суммарная масса "бесхозных" планет была бы сравнима с массой звезд, самих планет должно быть в сотни и тысячи раз больше (чем тех же звезд). Откуда же им взяться? Функция масс молодых звезд известна (начиная от масс порядка 60-80 солнечных масс - до коричневых карликов с массами 0,05-0,07 с.м.) Эта функция имеет максимум при массах около 0,2-0,3 солнечных. Если бы была верна Ваша гипотеза, коричневых карликов было бы больше, чем всех остальных звезд (а планет - еще больше), но это не так. Современные телескопы видят их, и их  мало. Т.е., может, бесхозные планеты и образуются наряду со звездами, но их слишком мало, чтобы объяснить за их счет загадку "темного вещества".
Кстати, а как такая гипотеза: темное вещество образовано холодными, маленькими (масса порядка массы Юпитера), плотными (n~100 000 ч./куб.см) облаками чистого молекулярного водорода. Обнаружить их очень трудно, потому что у молекулы H2 нет линий в радиодиапазоне, и они слишком холодны, чтобы излучать в ИК.

[Дмитрий Вибе]

Огорчу Татьяну: гипотеза эта появилась уже давно и активно обсуждается.

Но факты пока говорят против нее. Как пишет Вика, многочисленных "беззвездных планет" (некоторые их предлагают называть планетарами) не видно, хотя, как утверждают буржуазные ученые, было бы видно, если бы они были. Конечно, это относится только к объектам с массами порядка 10 Юпитеров. Если ниже этого предела функция масс резко загибается вверх, то в планетары можно запихать и темную материю, и все что угодно. Но с чего бы ей загибаться? (Хотя с другой стороны, почему бы и не загнуться? Также можно поспрашивать и о том, насколько надежны наблюдения, насколько точно определяется масса объектов и расстояния до них и пр.) По наблюдениям микролинзирования в гало юпитеров там тоже, вроде бы, не наблюдается. Опять же, если в гало та же функция масс, что и у нас, то там кроме коричневых карликов должны были образовываться и звезды, а значит, там должны быть и белые карлики, и нейтронные звезды, и черные дыры. Что-нибудь из этого должно было бы быть видно. Выход из ситуации -- опять же загогулистая функция масс, отличная от, скажем, дисковой. Но тогда надо объяснить, почему она загогулистая.

Вике: облако, о котором Вы пишете, будет гравитационно неустойчивым и сожмется, скорее всего, в тот же "юпитер".

[polar]

Dobavlju, chto vse eti rassuzhdenija otnosjatsa k t.n.
"barionnoi temnoi materii", a ee ne mozhet byt' mnogo
po dannym pervichnogo nukleosinteza.

Tak chto vse ravno nado privlekat' kakie-nibud'
axiony, neitralino etc.

[polar]

Voobshe, trudno skazat kakie gipotezy eshe ne ispolzovali

Astro-ph (http://xxx.itep.ru) vydaet 1000 ssylok na "dark matter"
v zaglavii statei!!!

Pro nebarionnyju temnyju materiju mozhno posmotret:
http://it.arXiv.org/abs/hep-ph/0201156

Pro temnye oblaka:
http://it.arXiv.org/abs/astro-ph/0201152

Nu i nakonets nedavnii obshii obzor:
http://it.arXiv.org/abs/astro-ph/0112255

[vika vorobyeva]

[quote author=Дмитрий Вибе Вике: облако, о котором Вы пишете, будет гравитационно неустойчивым и сожмется, скорее всего, в тот же "юпитер".

Не факт. Существуют же глобулы в галактическом диске, и они стабильны (если на глобулу не воздействовать внешней силой типа ударной волны). Стабильность глобул подтверждается их низкой температурой, регулярным магнитным полем и резкой концентрацией плотности к центру, характерной для самогравитирующих тел. А это были бы мини-глобулы  
Кстати, идея не моя. Ее высказал В.Сурдин в своей прекрасной книжке "Рождение звезд". И высказал не ради объяснения загадки темной материи, а чтобы объяснить постоянство химического состава галактической межзвездной среды за последние 5 млрд лет (типа, именно в таком виде происходит приток в Галактику чистого межгалактического газа)

[polar]

Vrode vy pravy, Vika,
povtorjau privedennuju vyshe ssylku:
http://it.arXiv.org/abs/astro-ph/0201152

Observable consequences of cold clouds as dark matter

Authors: E. Kerins (1,2), J. Binney (2), J. Silk (3) ((1) ARI, Liverpool John Moores; (2) Theoretical Physics, Oxford; (3) NAPL, Oxford)

Cold, dense clouds of gas have been proposed as baryonic candidates for the dark matter in Galactic haloes, and have also been invoked
      in the Galactic disc as an explanation for the excess faint sub-mm sources detected by SCUBA. Even if their dust-to-gas ratio is only
      a small percentage of that in conventional gas clouds, these dense systems would be opaque to visible radiation. This presents the
      possibility of detecting them by looking for occultations of background stars. We examine the possibility that the data sets of
      microlensing experiments searching for massive compact halo objects can also be used to search for occultation signatures by cold
      clouds. We compute the rate and timescale distribution of stellar transits by clouds in the Galactic disc and halo. We find that, for cloud
      parameters typically advocated by theoretical models, thousands of transit events should already exist within microlensing survey data
      sets. We examine the seasonal modulation in the rate caused by the Earth's orbital motion and find it provides an excellent probe of
      whether detected clouds are of disc or halo origin.

[Дмитрий Вибе]

[quote author=Дмитрий Вибе Вике: облако, о котором Вы пишете, будет гравитационно неустойчивым и сожмется, скорее всего, в тот же "юпитер".

Не факт. Существуют же глобулы в галактическом диске, и они стабильны (если на глобулу не воздействовать внешней силой типа ударной волны). Стабильность глобул подтверждается их низкой температурой, регулярным магнитным полем и резкой концентрацией плотности к центру, характерной для самогравитирующих тел. А это были бы мини-глобулы  

Я и здесь все перепутал (в смысле, не только в переводе релиза про ионный двигатель). Облако будет неустойчивым не в смысле сжатия, а в смысле разлета. Если смотреть по критерию Джинса, то для плотности 10⁵ частиц в кубике и температуры 10К масса Джинса получается около 1 массы Солнца (что как раз и есть типичная масса глобулы). Облако с плотностью 10⁵ и с массой, равной массе Юпитера, разлетится под действием собственного газового давления. Те облака, о которых пишут Керинс, Бинни и Силк, должны иметь радиусы порядка 20 а.е. (число из статьи) и, соответственно, плотность порядка 10¹⁵ частиц в кубике.

Но и этим облакам без особым образом изогнутой функции масс взяться неоткуда.

[polar]

Dmitrii,

kak ja ponimaju, krome zagogulistosti
IMF drugih argumentov net protiv oblakov?

ja eshe prolistal Lawrence (2001, MNRAS 323, 147).
Blago seichas u menja est' on-line dostup.
Hotite- kinu statji po e-mail.

Lawrence pishet,
chto v halo takih oblakov mnogo byt' ne mozhet
(budet protivorechie s submm nabludenijami),
a znachit (kak ja ponimaju)
i v dark matter oni mnogo ne dadut)

[Dmitri Wiebe]

Ведь что обидно, пока залогинился, ничего не вижу. Разлогинился -- пожалуйста, гость дорогой, хочь читай, хочь даже сам пиши. Только не как Дмитрий Вибе. Это имя, говорит форум, уже занято другим участником. И он в корне прав!

Насчет суб-мм. В облаках должна быть пыль, чтобы они светились в суб-мм. Но если облака, как пишет Вика, состоят из чистого Н2 (ну и гелий), они в суб-мм не будут видны. А пыли там (в гало), скорее всего быть много не должно, потому что откуда бы она там взялась?

(гордо) А у нас и в Москве есть онлайн доступ к MNRAS.

[Ernest]

К вопросу о "темной" материи и проч.

Мне очень понравилась в свое время вот эта картинка
http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap960416.html.

[polar]

Navernoe ja vsem uzhe nadoel ssylkami na astro-ph

http://it.arXiv.org/abs/astro-ph/0205391

Status of Cold Dark Matter Cosmology

Joel R. Primack (UCSC)

[bob]

Книга Сурдина великолепна, но он не прав. ВСЯ материя строго организована, а образование крупных излучающих объектов крайне затруднительно. Не излучающих намного больше. Мы похожи на людей, созерцащих ночной город. Видны одни фонари, улиц и людей почти не видно. Истинно интересные вещи, как известно, протекают в абсолютной темноте... Романтично

[vika vorobyeva]

Книга Сурдина великолепна, но он не прав... Истинно интересные вещи, как известно, протекают в абсолютной темноте... Романтично

Истинно интересные вещи   сопровождаются ИК-излучением. В ИК-диапазоне ночной город светится, да еще как! А темная материя не светится НИ В ОДНОМ диапазоне ЭМ-волн, иначе ее б уже идентифицировали. Ничего романтичного  
И что означает фраза "ВСЯ материя строго организована"?

[bob]

Истинно интересные вещи масштаба даже Нептуна или Урана в ИК-диапазоне при температуре 3-70 кельвинов не видны современными средствами даже на расстоянии в 1000 а. е. Если бы ими была набита вся вселенная, мы не увидели бы их. Опять всю романтику обломали А Сурдин не всегда философски настроен, ходя дико подкованный чек, тут ничего не скажешь...