Темная материя в Солнечной системе презентация

Содержание

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 -

Слайд 1Темная материя в Солнечной системе
Кауц В.Л.
Астрокосмический Центр ФИАН, Москва
С.-Петербург, 30 сентября

2009

Слайд 2Темная 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 3Темная 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 4Свойства 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 5Детектирование темной материи
прямое

эффект зима-лето

DAMA/Libra – годовая модуляция

гравитационное

Слайд 6Галактическое распределение темной материи в окрестности Солнечной Системы

Барионы
Гравитационный потенциал темной материи



Слайд 7Окрестность Солнечной Системы







Слайд 8Барионное сжатие во время формирования Солнечной системы


Слайд 9Гравитационно – столкновительный захват

Солнце
V∞D.M. ~ 300 km/s
Vsunpar. ~ 600 km/s
VsunD.M. ~

660 km/s

Связанные орбиты => потеря 10% скорости


Слайд 10Потери энергии при однократном пролете

Электрический:


Магнитный:

Слайд 11Гало:


Гравитационно – столкновительный захват
несколько радиусов Солнца
(1 а.е. = 200

радиусов Солнца)

Резонансная подстройка: (массы частиц, типы взаимодействий, сечения)

Слайд 12Гравитационный захват


Солнце
Юпитер
Орбитальная скорость Юпитера: 13 км/сек
Условие захвата:

Сечение захвата: σ = πR2*
=>

R* = 2RO

!!! Обратное рассеяние существенно, нет накопительного эффекта

Слайд 13Гравитационно – столкновительный захват + гравитационный захват
(Damour&Krauss,1999)


Юпитер
Солнце

Касание Солнца, торможение
Последующая эволюция орбиты
U(r)

~ r2 + 1/r
Возмущения планетами

Слайд 14Гравитационная фокусировка частиц







n∞
n(r)



(изотропия)
(анизотропия)
если





Слайд 15



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

Солнце:

Слайд 16 1. малые скорости





>>1






Слайд 17

2. сравнимые скорости










Слайд 18Гравитационная фокусировка частиц

поверхность Солнца:





внутри Солнца:





=>

Слайд 193. большие скорости - каустика







n∞
n(r)


ρ
z





Солнце:

Слайд 20



~600
Солнце
Земля

Каустика в линии Гелия HeI (λ = 584Ǻ) Температура и скорость

межзвездной среды была измерена (Курт В.Г. и др.)

Sikivie et.al.,2002

Слайд 21Нет 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 22Anderson et al, Phys.Rev.D, 2002

Слайд 231. направление
(Земля, Солнце, ось вращения, направление движения)



2.
возможные объяснения:
внутренние причины; космология;

MOND; гравитирующие объекты; пыль; темная материя; ???

Слайд 25Два плутониевых генератора

Остывание
(Turyshev et all, 2008; Bertolami et all, 2008)

Слайд 26Flyby аномалия


Слайд 28Темная материя ?

Adler, 2008
свойства темной материи
околоземное гало
большое усиление

Слайд 29Астрономическая Единица
??? приливное взаимодействие (Miura et all, 2009)

Слайд 30Небесная 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 31Гравитационное 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 32Проявление гало







Пример Солнца: (Spergel,Press,Krauss,Freese 1985)
M D.M. = 5 – 60 GeV

σ ≈ 4 10 -36 см 2
Обилие 10 -12 – существенно !!!

Слайд 33Выводы
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.

Похожие презентации

БИОЛОГИЧЕСКИЕ РИТМЫ ЧЕЛОВЕКА 720
Технология холодной сварки. (Лекция 14) 490
С Новым Годом ! 167
Право на детство 283
Толерантность 203
Творчество есть не более как проекция детских качеств на жизнь взрослых… если бы все процессы, с которыми они связаны – чувство удивления и любопытства, 251

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.

Для правообладателей

Яндекс.Метрика