Проблема ореола каспи - Cuspy halo problem
Cuspy проблема гало (также известная как проблема ядра-параболической ) относится к расхождению между предполагаемыми темной материей профилями плотности малой массой галактик и профилями плотности , предсказываемых космологическим моделированием N-телом . Почти все моделирование формирует ореолы темной материи, которые имеют «остроконечные» распределения темной материи с резким увеличением плотности на малых радиусах, в то время как кривые вращения большинства наблюдаемых карликовых галактик предполагают, что они имеют плоские центральные профили плотности темной материи («ядра»).
Было предложено несколько возможных решений проблемы острия ядра. Многие недавние исследования показали, что включение барионной обратной связи (особенно обратной связи от сверхновых звезд и активных ядер галактик ) может «сгладить» ядро профиля темной материи галактики, поскольку потоки газа, вызванные обратной связью, создают изменяющийся во времени гравитационный потенциал, который передает энергию в орбиты бесстолкновительных частиц темной материи. Другие работы показали, что проблема ядра и острия может быть решена вне наиболее широко принятой парадигмы холодной темной материи (CDM): моделирование с теплой или самовзаимодействующей темной материей также создает ядра темной материи в галактиках с малой массой. Также возможно, что распределение темной материи, которое минимизирует энергию системы, имеет плоский центральный профиль плотности темной материи.
Результаты симуляции
Согласно WJG de Blok, «присутствие куспида в центрах гало CDM - один из самых ранних и сильных результатов, полученных при космологическом моделировании N тел». Численное моделирование формирования структуры CDM предсказывает некоторые свойства структуры, которые противоречат астрономическим наблюдениям.
Наблюдения
Расхождения варьируются от галактик до скоплений галактик. «Основная проблема, которая привлекла большое внимание, - это проблема ореола с острием, а именно то, что модели CDM предсказывают гало, которые имеют ядро высокой плотности или имеют слишком крутой внутренний профиль по сравнению с наблюдениями».
Возможные решения
Конфликт между численным моделированием и астрономическими наблюдениями создает численные ограничения, связанные с проблемой ядра / выступа. Ограничения наблюдений на концентрацию гало подразумевают существование теоретических ограничений на космологические параметры. Согласно Макгоу , Баркеру и де Блоку, может быть 3 основных возможности для интерпретации пределов концентрации ореола, установленных ими или кем-либо еще:
- «Гало CDM должны иметь каспы, поэтому установленные пределы сохраняются и обеспечивают новые ограничения на космологические параметры».
- «Что-то (например, обратная связь, модификации природы темной материи) устраняет куспиды и, следовательно, ограничения космологии».
- «Картина формирования ореола, предложенная моделированием CDM, неверна».
Один из подходов к решению проблемы остаточного ядра галактических гало состоит в рассмотрении моделей, изменяющих природу темной материи; теоретики рассматривали , среди прочего, теплую , нечеткую , самовзаимодействующую и мета-холодную темную материю. Одним из простых решений может быть то, что распределение темной материи, которое минимизирует энергию системы, имеет плоский центральный профиль плотности темной материи.
Смотрите также
- Проблема карликовых галактик (также известная как «проблема пропавших спутников»)
- Список нерешенных проблем физики