Скрытые массы, или темное вещество. Часть 2

Кроме того, имеется несколько альтернатив — в частности, ненулевое значение космологической постоянной Л может производить тот же эффект, что и равномерно распределенная темная материя, однако, судя по всему, известные скопления темной материи распределены как раз неравномерно, поэтому ненулевое значение Л должно быть ответственным за другие формы космологической энергии. Совсем экзотические гипотезы, например, включающие в себя изменение гравитационной постоянной в зависимости от времени, в данной книге мы рассматривать не будем, они подробно рассматриваются в [214,266].

Барионная темная материя

Барионная темная материя состоит из таких «обычных» объектов, которые ненаблюдаемы либо вследствие их малой температуры (планеты, коричневые карлики, черные дыры и т.д.), либо вследствие больших расстояний до них вместе с их малой светимостью (белые карлики, очень удаленные галактики с очень низкой поверхностной яркостью, холодные водородные облака и т.д.).

Рис. 1.10. Гравитационные линзы в скоплении Abell2218

Однако существуют пределы на плотность барионной темной материи, возникшие при подробном рассмотрении теории первоначального ядерного синтеза: 0,02 ^ Qb ^ 0,11 для 0,4 < h < 0,7 [276]. Мы не будем подробно останавливаться на природе этих пределов, отметим лишь, что верхнее предельное значение плотности барионного темного вещества таково, что позволяет объяснить ротационные кривые галактик. Таким образом, имеются существенные основания, позволяющие сделать вывод о наличии объектов малой температуры в гало галактик.

Поиск таких объектов производится, как правило, по анализу эффекта гравитационного линзирования света — присутствие массивных объектов изменяет кривизну пространства [23], что приводит к наблюдаемым эффектам: изображение точечного источника становится множественным или растягивается находящимися на пути распространения света или радиоволн галактиками, скоплениями галактик [224] или одиночными объектами в гало какой-нибудь галактики, например, черными дырами (в этом случае эффект носит название гравитационного микролинзирования) — многократные изображения квазаров [277], световые дуги от галактик с большим красным смешением, радиокольца [74] и т.д. По отношению к темной материи в гало галактик это означает появление на фотографиях скоплений галактик дуг от более удаленных объектов, представляющих собой ложное изображение, вызванное гравитационным полем — см. рис. 1.10.

В настоящий момент времени известно более 200 кандидатов в объекты барионной темной материи, например, объекты, мик-ролинзирование от которых наблюдалось в галактике М31 [102], в Большом Магеллановом облаке [55] и т. д. Следует отметить, что часть гравитационных микролинз может быть связана просто с обыкновенными звездами.

Однако изучение частоты наблюдения объектов, вызывающих микролинзирование, в направлении на центр нашей Галактики и в Большом Магеллановом облаке, к сожалению, показывает, что даже если все зарегистрированные случаи вызваны кандидатами в объекты барионной темной материи, а не обычными звездами, то такие объекты могут составлять менее 50 % темной материи в гало галактик, подобных нашей [56].

 

Другие части:

Скрытые массы, или темное вещество. Часть 1

Скрытые массы, или темное вещество. Часть 2

Скрытые массы, или темное вещество. Часть 3

Скрытые массы, или темное вещество. Часть 4