'

Темная материя в Солнечной системе

Понравилась презентация – покажи это...





Слайд 0

Темная материя в Солнечной системе Кауц В.Л. Астрокосмический Центр ФИАН, Москва С.-Петербург, 30 сентября 2009


Слайд 1

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


Слайд 2

Темная материя кривые вращения вириальные теоремы для кластеров галактик гравитационное линзирование образование крупномасштабной структуры (CMB) физика элементарных частиц Барионы ~ 5% Темная материя ~ 25% Темная энергия ~ 75%


Слайд 3

Свойства темной материи бесстолкновительная самоаннигиляция (?) – проблема каспов продукты аннигиляции, нагрев планет (A.Abbas&S.Abbas,1996; Mack et.al.,2007) модель Солнца WIMP, нейтралино, аксионы, гравитино, монополи, PBH, ???


Слайд 4

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


Слайд 5

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


Слайд 6

Окрестность Солнечной Системы


Слайд 7

Барионное сжатие во время формирования Солнечной системы


Слайд 8

Гравитационно – столкновительный захват Солнце V?D.M. ~ 300 km/s Vsunpar. ~ 600 km/s VsunD.M. ~ 660 km/s Связанные орбиты => потеря 10% скорости


Слайд 9

Потери энергии при однократном пролете Электрический: Магнитный:


Слайд 10

Гало: Гравитационно – столкновительный захват несколько радиусов Солнца (1 а.е. = 200 радиусов Солнца) Резонансная подстройка: (массы частиц, типы взаимодействий, сечения)


Слайд 11

Гравитационный захват Солнце Юпитер Орбитальная скорость Юпитера: 13 км/сек Условие захвата: Сечение захвата: ? = ?R2* => R* = 2RO !!! Обратное рассеяние существенно, нет накопительного эффекта


Слайд 12

Гравитационно – столкновительный захват + гравитационный захват (Damour&Krauss,1999) Юпитер Солнце Касание Солнца, торможение Последующая эволюция орбиты U(r) ~ r2 + 1/r Возмущения планетами


Слайд 13

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


Слайд 14

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


Слайд 15

1. малые скорости >>1


Слайд 16

2. сравнимые скорости


Слайд 17

Гравитационная фокусировка частиц поверхность Солнца: внутри Солнца: =>


Слайд 18

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


Слайд 19

~600 Солнце Земля Каустика в линии Гелия HeI (? = 584?) Температура и скорость межзвездной среды была измерена (Курт В.Г. и др.) Sikivie et.al.,2002


Слайд 20

Нет фокусировки планетами На орбитах Гало вокруг планет Vorbital_Earth = 30 km/s Vorbital_Jupiter = 13 km/s Vpar_Earth = 11.2 km/s Vpar_Jupiter = 61 km/s


Слайд 21

Anderson et al, Phys.Rev.D, 2002


Слайд 22

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


Слайд 23


Слайд 24

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


Слайд 25

Flyby аномалия


Слайд 26


Слайд 27

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


Слайд 28

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


Слайд 29

Небесная механика в Солнечной системе Future missions RadioAstron – Space Interferometer, 2009 yr, 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 30

Гравитационное проявление темной материи в Солнечной Системе n ~ 10 n? Земля Луна aD.M.~10-19 см/сек2 a(РадиоАстрон) ~ 10-6 см/сек2 Солнце 70 а.е. R aD.M.~3*10-15 см/сек2 a(Пионер) ~ 8*10-8 см/сек2


Слайд 31

Проявление гало Пример Солнца: (Spergel,Press,Krauss,Freese 1985) M D.M. = 5 – 60 GeV ? ? 4 10 -36 см 2 Обилие 10 -12 – существенно !!!


Слайд 32

Выводы Существует ряд механизмов локального увеличения плотности частиц темной материи в Солнечной системе. Коэффициент усиления порядка нескольких единиц. Это безусловно важно для регистрации сигналов в детекторах частиц темной материи, но пока недостаточно для прямого детектирования темной материи по ее гравитационному проявлению.


×

HTML:





Ссылка: