Учебники

Дисперсионные измерения скорости галактик

Первое прямое доказательство темной материи пришло от Фридса Рики . Он сделал несколько наблюдений, которые впервые обнаружили темную материю. Его наблюдения рассматривали общее движение внутри скопления галактики.

Протяженные объекты представляют собой скопления галактик, и они считаются связанными структурами. Эти галактики движутся относительно центра скопления, но не улетают. Мы смотрим на общее движение галактики.

Предположение: скорости представляют основной потенциал

У каждой галактики будет свое собственное движение внутри скопления и компонента потока Хаббла . Меньшие галактики меньше, большая часть света исходит от M31 и MW, есть несколько карликовых галактик. Для нашего грубого анализа мы можем использовать только M31 и MW и оценить динамическую массу локальной группы.

Существует относительная скорость между нами и M31. Это грубо, но это правда. История начинается давным-давно, когда M31 и MW были близко друг к другу, потому что они были членами скопления, которое они удаляли друг от друга. Через некоторое время они достигают максимального разделения, затем приближаются друг к другу.

Допустим, максимальное разделение, которое когда-либо может быть достигнуто, составляет rmax. Теперь у них есть разделение под названием r . Пусть M будет объединенной массой MW и M31. Мы не знаем, когда будет достигнут rmax.

 fracGMrmax=Потенциалatrmax

Когда эти галактики приближаются друг к другу в какой-то момент r, тогда энергия системы будет

 frac12 sigma2= fracGMr= fracGMrmax

σ — относительная скорость обеих галактик. М — только приведенная масса, но испытательная масса равна 1. σ — скорость любого объекта на расстоянии r от центра скопления. Мы считаем, что этот кластер находится в динамическом уравнении, потому что теорема вириала справедлива. Таким образом, галактики не могут двигаться с разной скоростью.

Сколько времени потребуется этим галактикам, чтобы достичь максимального расстояния?

Чтобы понять это, рассмотрим следующее уравнение.

 frac12 left( fracdrdt right)2= fracGMr fracGMrmax

tmax= intrmax0dt= intrmax0 fracdr sqrt2GM left( frac1r frac1rmax right)2

tmax= frac pir frac32max2 sqrt2GM

Где M = динамическая масса локальной группы. Общее время от начала до конца столкновения составляет 2tmax. Следовательно,

2tmax=t0+ fracD sigma

И t0 — это нынешний век вселенной.

Если фактический tmax<RHS, то у нас есть нижний предел для времени. D/ sigma — время, когда они снова столкнутся. Здесь мы предположили, что σ является постоянным.

tmax= fract02+ fracD2 sigma

rmax=tmax times sigma=770Kpc

Здесь σ = относительная скорость между MW и M31.

Mdynamic=3 times1012M0

MlumMW=3 times1010M0

MlumM31=3 times1010M0

Но практически динамическая масса обнаруживается с учетом каждой галактики внутри скопления. Недостающая масса — темная материя, и Фридс Рики заметил, что галактики в скоплении комы движутся слишком быстро. Он предсказал существование нейтронных звезд через год после открытия нейтронных звезд и использовал телескоп Palomar, чтобы найти сверхновую.

Первое прямое доказательство темной материи пришло от Фридса Рики .

Протяженные объекты представляют собой скопления галактик, и они считаются связанными структурами .

Динамическая масса определяется с учетом каждой галактики внутри скопления.