Темная материя в Солнечной системе

Содержание

Слайд 2

Темная материя
- свойства
- галактическое распределение
- увеличение плотности в Солнечной системе
барионное сжатие
гравитационно-столкновительный

Темная материя - свойства - галактическое распределение - увеличение плотности в Солнечной
механизм
гравитационный захват
фокусировка частиц в гравитационном поле
Гравитационные аномалии в Солнечной системе
- аномалия Пионеров
- «flyby» аномалия
- увеличение Астрономической Единицы
Заключение

Слайд 3

Темная материя

кривые вращения
вириальные теоремы для кластеров галактик
гравитационное линзирование
образование крупномасштабной структуры (CMB)
физика элементарных

Темная материя кривые вращения вириальные теоремы для кластеров галактик гравитационное линзирование образование
частиц

Барионы ~ 5% Темная материя ~ 25% Темная энергия ~ 75%

Слайд 4

Свойства темной материи

бесстолкновительная
самоаннигиляция (?) – проблема каспов
продукты аннигиляции,
нагрев планет (A.Abbas&S.Abbas,1996;

Свойства темной материи бесстолкновительная самоаннигиляция (?) – проблема каспов продукты аннигиляции, нагрев
Mack et.al.,2007)
модель Солнца
WIMP, нейтралино, аксионы, гравитино, монополи, PBH, ???

Слайд 5

Детектирование темной материи

прямое
эффект зима-лето
DAMA/Libra – годовая модуляция
гравитационное

Детектирование темной материи прямое эффект зима-лето DAMA/Libra – годовая модуляция гравитационное

Слайд 6

Галактическое распределение темной материи в окрестности Солнечной Системы

Барионы

Гравитационный потенциал темной материи

Галактическое распределение темной материи в окрестности Солнечной Системы Барионы Гравитационный потенциал темной материи

Слайд 7

Окрестность Солнечной Системы

Окрестность Солнечной Системы

Слайд 8

Барионное сжатие во время формирования Солнечной системы

Барионное сжатие во время формирования Солнечной системы

Слайд 9

Гравитационно – столкновительный захват

Солнце

V∞D.M. ~ 300 km/s

Vsunpar. ~ 600 km/s

VsunD.M. ~ 660

Гравитационно – столкновительный захват Солнце V∞D.M. ~ 300 km/s Vsunpar. ~ 600
km/s

Связанные орбиты => потеря 10% скорости

Слайд 10

Потери энергии при однократном пролете

Электрический:
Магнитный:

Потери энергии при однократном пролете Электрический: Магнитный:

Слайд 11

Гало:

Гравитационно – столкновительный захват

несколько радиусов Солнца
(1 а.е. = 200 радиусов

Гало: Гравитационно – столкновительный захват несколько радиусов Солнца (1 а.е. = 200
Солнца)

Резонансная подстройка: (массы частиц, типы взаимодействий, сечения)

Слайд 12

Гравитационный захват

Солнце

Юпитер

Орбитальная скорость Юпитера: 13 км/сек

Условие захвата:

Сечение захвата: σ = πR2*

=> R*

Гравитационный захват Солнце Юпитер Орбитальная скорость Юпитера: 13 км/сек Условие захвата: Сечение
= 2RO

!!! Обратное рассеяние существенно, нет накопительного эффекта

Слайд 13

Гравитационно – столкновительный захват + гравитационный захват

(Damour&Krauss,1999)

Юпитер

Солнце

Касание Солнца, торможение
Последующая эволюция орбиты
U(r) ~

Гравитационно – столкновительный захват + гравитационный захват (Damour&Krauss,1999) Юпитер Солнце Касание Солнца,
r2 + 1/r
Возмущения планетами

Слайд 14

Гравитационная фокусировка частиц

n∞

n(r)

(изотропия)

(анизотропия)

если

Гравитационная фокусировка частиц n∞ n(r) (изотропия) (анизотропия) если

Слайд 15

V∞D.M. ~ 300 km/s

Vsunpar. ~ 600 km/s

Солнце:

Солнце:

V∞D.M. ~ 300 km/s Vsunpar. ~ 600 km/s Солнце: Солнце:

Слайд 16

1. малые скорости

>>1

1. малые скорости >>1

Слайд 17

2. сравнимые скорости

2. сравнимые скорости

Слайд 18

Гравитационная фокусировка частиц

поверхность Солнца:

внутри Солнца:

=>

Гравитационная фокусировка частиц поверхность Солнца: внутри Солнца: =>

Слайд 19

3. большие скорости - каустика

n∞

n(r)

ρ

z

Солнце:

3. большие скорости - каустика n∞ n(r) ρ z Солнце:

Слайд 20

~600

Солнце

Земля

Каустика в линии Гелия HeI (λ = 584Ǻ) Температура и скорость межзвездной

~600 Солнце Земля Каустика в линии Гелия HeI (λ = 584Ǻ) Температура
среды была измерена (Курт В.Г. и др.)

Sikivie et.al.,2002

Слайд 21

Нет фокусировки планетами

На орбитах

Гало вокруг планет

Vorbital_Earth = 30 km/s

Vorbital_Jupiter = 13 km/s

Vpar_Earth

Нет фокусировки планетами На орбитах Гало вокруг планет Vorbital_Earth = 30 km/s
= 11.2 km/s

Vpar_Jupiter = 61 km/s

Слайд 22

Anderson et al, Phys.Rev.D, 2002

Anderson et al, Phys.Rev.D, 2002

Слайд 23

1. направление
(Земля, Солнце, ось вращения, направление движения)

2.

возможные объяснения:
внутренние причины; космология; MOND;

1. направление (Земля, Солнце, ось вращения, направление движения) 2. возможные объяснения: внутренние
гравитирующие объекты; пыль; темная материя; ???

Слайд 25

Два плутониевых генератора

Остывание
(Turyshev et all, 2008; Bertolami et all, 2008)

Два плутониевых генератора Остывание (Turyshev et all, 2008; Bertolami et all, 2008)

Слайд 26

Flyby аномалия

Flyby аномалия

Слайд 28

Темная материя ?
Adler, 2008
свойства темной материи
околоземное гало
большое усиление

Темная материя ? Adler, 2008 свойства темной материи околоземное гало большое усиление

Слайд 29

Астрономическая Единица

??? приливное взаимодействие (Miura et all, 2009)

Астрономическая Единица ??? приливное взаимодействие (Miura et all, 2009)

Слайд 30

Небесная механика в Солнечной системе

Future missions RadioAstron – Space Interferometer, 2009 yr,

Небесная механика в Солнечной системе Future missions RadioAstron – Space Interferometer, 2009
ASC LPI RAS – flyby anomaly, Earth-Moon halo SAGAS – Search for Anomalous Gravitation using Atomic Sensors, ESA 2015-2025 Call for Proposals, 2020-2030 yr, t~15-20yr, payload – accelerometer, optical clock

Khriplovich&Pitjeva,2006; Khriplovich,2007; Iorio,2007;Frere et.al.,2008

Слайд 31

Гравитационное проявление темной материи в Солнечной Системе

n ~ 10 n∞

Земля

Луна

aD.M.~10-19 см/сек2
a(РадиоАстрон) ~

Гравитационное проявление темной материи в Солнечной Системе n ~ 10 n∞ Земля
10-6 см/сек2

Солнце

70 а.е.

R

aD.M.~3*10-15 см/сек2
a(Пионер) ~ 8*10-8 см/сек2

Слайд 32

Проявление гало

Пример Солнца: (Spergel,Press,Krauss,Freese 1985)
M D.M. = 5 – 60 GeV σ

Проявление гало Пример Солнца: (Spergel,Press,Krauss,Freese 1985) M D.M. = 5 – 60
≈ 4 10 -36 см 2
Обилие 10 -12 – существенно !!!
Имя файла: Темная-материя-в-Солнечной-системе.pptx
Количество просмотров: 102
Количество скачиваний: 0