Астронет > Скрытая масса

Астронет: А. Г. Дорошкевич, "Физика Космоса", 1986 Скрытая масса
http://www.variable-stars.ru/db/msg/1188662

Скрытая масса

- невидимое вещество, существование к-рого предполагается во внеш. частях (коронах) многих галактик, а также в группа и скоплениях галактик. Распределение массы отдельных стационарных галактик по радиусуопределяется из экспериментально найденных кривых дифференциального вращения галактик с помощью соотношения:
${\mathfrak M}(r)=rv^2(r)/G$ ,
где ${\mathfrak M}(r)$ - масса внутри сферического объема радиусом r, v(r) - скорость вращения на расстоянии r от центра, G - постоянная тяготения (предполагется сферически-симметричное распределение вещества в галактике). Если осн. масса сосредоточена в объеме радиусом r, то за пределами этого объема v ~ r^-1/2. Кривые вращения нек-рых галактик приведенные на рис., показывают, что скорость вращения v(r) убывает с увеличением радиуса (но медленнее, чем по закону t^-1/2) лишь для Sc-галактики NGC 4378. Для трех других галактик скорость v(r) прибл. постоянна вплоть до весьма больших значений r~20-25 кпк.

Зависимость скорости v дифференциального
вращения галактик от расстояния r до центра
вращения.

Кривые за пределами оптически видимого диска этих галактик получены по радионаблюдениям. Аналогичные данные получены из анализа движения спутников галактик. Эти результаты не согласуются с быстрым убыванием плотности светящегося вещества к периферии галактик и рассматриваются как указание на существование невидимой короны у галактик, в к-рой содержится значительная масса вещества. В пользу существования таких корон свидетельствуют также нек-рые косвенные теоретич. аргументы (устойчивость видимой структуры спиральных галактик и др.). В то же время анализ многих двойных галактик не подтверждает существования корон галактик. Вероятно, массивность короны зависит от типа галактики, ее расположения, от св-в окружающих ее галактик и др. факторов (этот вопрос все еще не решен).

При изучении скоплений галактик используют понятия видимой массы скопления ${\mathfrak M}_L$ и динамической (вириальной) массы ${\mathfrak M}_V$ . Видимая масса определяется по светимости отдельных галактик и по соотношению масса-светимость для галактик. Динамич. масса вычисляется по измерениям дисперсии скоростей галактик в скоплении с помощью вириала теорема (в предположении стационарности скопления). Для большинства скоплений галактик динамич. масса, согласно оценкам, в десятки раз превосходит видимую массу (в группах галактик ситуация менее определенная). Существование рентг. излучения скоплений позволяет определить темп-ру горячего газа в скоплениях и подтвердить оценку динамич. массы скоплений.

С.м. может частично принадлежать невидимым с Земли маломассивным звездам низкой светимости, собранным, возможно, в звездные скопления. Вероятнее всего, С.м. обусловлена присутствием в галактиках и скоплениях галактик большого числа элементарных частиц, обладающих массой покоя и взаимодействующих между собой и с видимым веществом практически лишь гравитационно. Такими частицами являются, возможно, нейтрино. Если нейтрино действительно обладают массой покоя, то при огромном их числе во Вселенной масса, приходящаяся на долю нейтрино, может значительно превышать массу видимого вещества. В этих условиях не только наличие у галактик С.м., но и сам процесс образования галактик и их скоплений оказывается связанным с распределением нейтрино во Вселенной (см. Космология).

(А.Г. Дорошкевич)

А. Г. Дорошкевич, "Физика Космоса", 1986
Глоссарий Astronet.ru