Источник:
Калифорнийский университет-Дэвис
Резюме:
Тепло, холодно, в самый раз? Физики используют гравитационное линзирование, чтобы измерить температуру темной материи, таинственного вещества, которое составляет около четверти нашей Вселенной.
Мы очень мало знаем о том, что такое темная материя, и физики еще не обнаружили частицу темной материи. Но мы знаем, что гравитация сгустков темной материи может искажать свет от удаленных объектов. Крис Фасснахт, профессор физики из Калифорнийского университета в Дэвисе, и его коллеги используют это искажение, называемое гравитационным линзированием, чтобы узнать больше о свойствах темной материи.
Стандартная модель для темной материи заключается в том, что она «холодна», что означает, что частицы движутся медленно по сравнению со скоростью света. Это также связано с массой частиц темной материи. Чем меньше масса частицы, тем она «теплее» и тем быстрее будет двигаться.
Модель холодной (более массивной) темной материи работает в очень больших масштабах, сказал Фасснахт, но не так хорошо работает в масштабах отдельных галактик. Это привело к появлению других моделей, включая «теплую» темную материю с более легкими и быстро движущимися частицами. «Горячая» темная материя с частицами, движущимися со скоростью, близкой к скорости света, была исключена наблюдениями.
Бывший аспирант Калифорнийского университета в Дэвисе Джен-Вэй Суэ, Фасснахт и его коллеги использовали гравитационное линзирование, чтобы ограничить теплоту и, следовательно, массу темной материи. Они измерили яркость семи удаленных гравитационно линзованных квазаров, чтобы найти изменения, вызванные дополнительными промежуточными сгустками темной материи, и использовали эти результаты для измерения размера этих линз темной материи.
Если частицы темной материи легче, теплее и быстрее движутся, то они не будут образовывать структуры ниже определенного размера, сказал Фасснахт.
— Ниже определенного размера они просто размажутся
, — сказал он.
Результаты ставят нижний предел массы потенциальной частицы темной материи, не исключая при этом холодной темной материи, сказал он. Результаты работы группы представляют собой значительное улучшение по сравнению с предыдущим анализом, проведенным в 2002 году, и сопоставимы с недавними результатами работы группы В Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе.
Фасснахт надеется и дальше добавлять в исследование линзовые объекты для повышения статистической точности.
«Нам нужно рассмотреть около 50 объектов, чтобы получить хорошее ограничение на то, насколько теплой может быть темная материя», — сказал он.
Статья, описывающая эту работу, опубликована в ежемесячных Заметках Королевского астрономического общества. Другими соавторами являются: У. Энци, С. Вегетти и Г. Деспали, Институт астрофизики им.Макса Планка, Гархинг, Германия; М. У. Оже, Институт астрономии Кембриджского университета, Великобритания; Л. В. Э. Купманс, Каптейнский астрономический институт, Университет Гронингена, Нидерланды и Дж. П. Маккин, Нидерландский Институт радиоастрономии. Работа была поддержана Национальным научным фондом, нидерландской организацией научных исследований и Китайской академией наук.
Источник Истории:
Материалы предоставлены Калифорнийским университетом в Дэвисе. Оригинал написан Энди Феллом.
