moisav (moisav) wrote,
moisav
moisav

Category:

Карликовые галактики и проблема стандартной космологии

И еще один результат на сайте обсерватории (в ADS на статью уже более 30 ссылок - makarov_d_i - респект!)
http://www.sao.ru/Doc-k8/SciNews/2016/Makarov/

Недостаток карликовых галактик в Местном Объеме по сравнению со стандартной космологией


Выборка галактик Местного Объема (расстояние менее 10 Мпк) дает уникальную возможность изучать свойства галактик вплоть до наиболее слабых объектов: абсолютная звездная величина MB≈-10 и вириальная масса Mvir≈109M☼. Мы обнаружили, что стандартная ΛCDM модель чрезвычайно точно описывает функцию распределения круговых скоростей галактик для массивных объектов (Vcirc>~70 км/с и Mvir>~5x1010M☼), но завышает в 5 раз количество карликовых галактик с круговыми скоростями Vcirc~30-40 км/с. Столь большой избыток предсказанных крупных карликовых галактик с массами Mvir≈1010M☼ в поле создает сложную проблему: чтобы оказаться потерянными - эти галактики должны быть экстремально низкой поверхностной яркости, без звездообразования и нейтрального водорода. К настоящему моменту, не обнаружено ни одной подобной галактики.
    Обилие галактик как функция их круговых скоростей dN/dV является фундаментальной статистикой очень чувствительной для проверки теоретических предсказаний. Из-за сложности ее получения данные работы стали возможны только недавно. Местный Объем (D<10 Mпк) позволяет исследовать функцию круговых скоростей для галактик всех морфологических типов вплоть до самых маленьких. Мы обнаружили, что наблюдаемая функция скоростей показывает малый наклон α≈-1 для малых скоростей и относительно крутой наклон на больших скоростях.
    Функция скоростей Местного Объема согласуется с аналогичной функцией в существенно большей ALFAFA выборке основанной на HI наблюдениях, скорректированной за 10-20% долю галактик ранних типов не детектируемых в нейтральном водороде. Таким образом, сейчас мы способны построить функцию скоростей с ~10% точностью для галактик всех типов в диапазоне скоростей от 10 до 200 км/с.
    Сравнивая галактики Местного Объема с теоретическими предсказаниями, мы обнаружили, что для сравнительно массивных галактик с V>~70 км/с и массами Mvir>~5x1010M☼ стандартная ΛCDM модель находится в согласии с наблюдаемым обилием галактик. Однако слабый наклон и нормализация функции скоростей для карликовых галактик с V<40 км/с противоречат стандартной модели, которая предсказывает наклон α≈-3 для гало темной материи из космологического N-body моделирования. Более того, модели с теплым темным веществом также не способны объяснить наблюдаемые данные вне зависимости от массы частиц.
    Переизбыток галактик поля в нескольких аспектах отличается от аналогичной проблемы избытка спутников в Местной Группе. В отличии от Местной Группы, где проблема возникает с бедными газом карликовыми сфероидальными галактиками с V~10 км/с и на малых расстояниях (≤1 кпк), в поле проблема обнаруживается для богатых газом галактик со звездообразованием с круговыми скоростями порядка 30-40 км/с и на больших расстояниях (≥2 кпк) от массивных объектов.
Клыпин А.А., Караченцев И.Д., Макаров Д.И., Насонова О.Г.
Опубликовано:
Klypin et al., "Abundance of field galaxies", 2015, MNRAS, 454, 1798
Для контактов - Макаров Д.И.

Рис.1. Функция светимости галактик Местного Объема. Черные кружки соответствуют всей выборке внутри 10 Мпк, синие кружки - 8 Мпк, красные треугольники - 6 Мпк. Для сравнения представлены функции светимости для галактик из 2dFGRS обзора (Norberg et al. 2002) - красная штриховая линия и из SDSS обзора (Blanton et al. 2005) - синяя штрих-пунктирная линия. Черной сплошной линией показана аппроксимация распределения функцией Шехтера (Schechter) с наклоном α=1.3 и M*=-20.0+5log(h). Из рисунка видно, что Местный Объем полон вплоть до -14 MB. На более слабых звездных величинах видна неполнота выборки галактик Местного Объема. Черным пунктиром показана аппроксимация функции светимости в области от -10 до -14 mag. Верхняя панель показывает долю галактик ранних типов в выборке внутри 10 Мпк. Доля практически постоянна ~10% для галактик ярче MB=-13 и начинает быстро расти для более слабых галактик за счет карликовых сфероидальных спутников вокруг ярких галактик.

Рис.2. Сравнение распределения ширин для галактик Местного Объема с теоретическими предсказаниями ΛCDM (левая панель) и WDM (правая панель) моделями. Черные точки и черная штриховая линия показывают функцию скоростей для выборки 10 Мпк. На левой панели сплошными цветными линиями показаны теоретические предсказания для ΛCDM с космологическими параметрами Planck - красная линия и WMAP7 - синяя кривая. Красная штриховая линия показывает предсказания модели только с темной материей без учета вклада барионов. Повышенная масса барионов в центрах гало приводит к увеличению круговой
Tags: научпоп
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 8 comments