Na saite Astrometriya Astronomicheskie instrumenty Astronomicheskoe obrazovanie Astrofizika Istoriya astronomii Kosmonavtika, issledovanie kosmosa Lyubitel'skaya astronomiya Planety i Solnechnaya sistema Solnce

Illyuminaciya temnoi materii
29.08.2004 22:37 | S. I. Blinnikov/ITEF, Moskva

Astronomy iz Germanii i Danii sumeli poluchit' izobrazhenie okrestnostei dalekogo kvazara v linii Laiman-al'fa vodoroda. Udalos' izmerit' i doplerovskoe smeshenie etoi linii v raznyh tochkah izobrazheniya, t.e. ocenit' skorost' padayushego gaza v zavisimosti ot rasstoyaniya do kvazara. Tem samym poluchaetsya ocenka gravitacionnogo potenciala, kotoryi opredelyaetsya massoi i raspredeleniem temnoi materii, t.e. provedennye nablyudeniya pozvolyayut kosvenno pomerit' strukturu galo temnoi materii vokrug kvazara.

Uzhe obnaruzheno neskol'ko kvazarov pri krasnom smeshenii z>6, t.e. oni vspyhivayut, kogda formiruyutsya pervye galaktiki. Skorei vsego kvazar - eto proyavlenie padeniya gaza v pole sverhmassivnoi chernoi dyry. Takoi skollapsirovavshii ob'ekt i tak rano mozhet obrazovat'sya tol'ko tam, gde imeetsya glubokaya potencial'naya yama gravitacii. A pervye vozmusheniya gravitacionnogo polya narastayut tam, gde sgushaetsya temnaya materiya (Dark Matter), tak kak iz nablyudenii reliktovogo izlucheniya izvestno, chto vozmusheniya obychnogo barionnogo veshestva byli ishodno nastol'ko slaby, chto nikakih galaktik i kvazarov ne bylo by i po siyu poru, t.e. pri z=0.

V nomere zhurnala Nature ot 26 avgusta 2004 g. opublikovana stat'ya [1] astronomov iz ESO (European Southern Observatory) v Garhinge, FRG, i iz Kopengagena i Orhuza (Aarhus) v Danii, v kotoroi soobshaetsya o poluchenii pervyh podrobnyh izobrazhenii kvazara Q1205-30 pri z=3 v linii Laiman-al'fa vodoroda - sm. ris.1.

Kvazar obluchaet padayushii gaz v nekotorom shirokom konuse. Zhestkoe izluchenie kvazara ionizuet vodorod, kotoryi chastichno rekombiniruet obratno, prichem ne na osnovnoi uroven', a na vozbuzhdennye. Pri perehode s pervogo vozbuzhdennogo urovnya na osnovnoi i porozhdaetsya Laiman-al'fa foton, kotoryi udaetsya zaregistrirovat' na Zemle (na dline volny v 4 raza bol'she nachal'noi pri z=3!).

Glavnaya os' konusa povernuta k nam pod nekotorym uglom naklona. Avtory raboty [1] podbirayut ugol rastvora konusa (oni poluchili 110^o) i naklon (27^o), kotorye dayut nailuchshee sovpadenie s nablyudeniyami.

Ris.1. Izobrazhenie v linii Ly-alpha v sravnenii s modelyami. a. Snimok oblasti 10 x 10 sekund2 v linii Ly-alpha vokrug Q1205-30. Kvazar udalen s etogo snimka, inache on zasvetil by vse pole. Pokazana shel' spektrografa shirinoi 1.2 sekundy (s pozicionnym uglom 7.9o k severo-vostoku), a krestik ukazyvaet na blizkuyu galaktiku g1, sluchaino popavshuyu na luch zreniya. Otrezok sleva raven 1 sekunde. b–d. Model' dlya togo zhe polya zreniya pri konuse oblucheniya s rastvorom v 110o dlya treh razlichnyh uglov naklona. b. Model', luchshe vsego opisyvayushaya nablyudeniya (s uglom naklona 27o). c. Naklon 10o, isklyuchaetsya na urovne 3.5σ. d. Naklon 50o, isklyuchaetsya na urovne 3 sigma.

Kartina v neskol'ko sekund dugi sootvetstvuet na takih rasstoyaniyah neskol'kim desyatkam kiloparsek, t.e. my vidim gaz v galo vokrug gigantskoi galaktiki (kotoraya, vozmozhno, eshe i ne polnost'yu sformirovalas'). Glavnoe, chto udalos' prodelat' vpervye, eto poluchit', hotya i grubo, raspredelenie skorostei padayushego gaza (ris. 2).

Ris.2. Razvertka spektra Q1205-30 i protyazhennoi oblasti svecheniya v linii Ly-alpha. Dlina volny otlozhena po abscisse, a polozhenie na nebe - po ordinate. Spektr snyat pri polozhenii sheli, ukazannom na ris.1a. a. Spektr kvazara. Svechenie Ly-alpha edva zametno na volne 4920 Angstrem. b. Spektr kvazara vychten mezhdu 4850–5000 Angstrem, pri etom liniya Ly-alpha yasno vidna, a ee iskrivlenie za schet dopler-effekta pozvolyaet ocenit' skorost' gaza.

Po skorostyam avtory ocenili massu galo iz temnoi materii (2 - 7)x10¹² mass Solnca. Oni govoryat, chto ih rezul'taty luchshe vsego soglasuyutsya s raspredeleniem temnoi materii v standartnyh modelyah (tak nazyvaemaya model' NFW - Navarro, Frenka i Uaita). Po-vidimomu, tochnost' nablyudenii poka eshe slishkom mala dlya strogih vyvodov o raspredelenii temnoi materii i dazhe dlya oproverzheniya modeli s modificirovannym zakonom tyagoteniya (MOND), no vazhnyi novyi shag na puti izucheniya temnoi materii sdelan.

Istochnik:

1. Michael Weidinger, Palle Moeller, Johan P.U. Fynbo: The Lyman-alpha glow of gas falling into the dark matter halo of a z=3 galaxy, Nature 430, 999 - 1001 (26 August 2004).

Publikacii s klyuchevymi slovami: Kosmologiya - temnaya materiya - kvazary Publikacii so slovami: Kosmologiya - temnaya materiya - kvazary
Sm. takzhe: Temnaya materiya v modeli Vselennoi Velichestvennaya spiral'naya galaktika NGC 1232 Kvazar v rannei Vselennoi Delo skopleniya Pulya: ozvucheno Razlozhenie dalekogo sveta Formirovanie galaktik v magnitnoi Vselennoi Chetyre izobrazheniya kvazara vokrug galaktiki-linzy Vse publikacii na tu zhe temu >>