Pomiary dyspersji prędkości galaktyk
Pojawiły się pierwsze bezpośrednie dowody na istnienie ciemnej materii Frids Ricky. Dokonał obserwacji, które po raz pierwszy ujawniły ciemną materię. Jego obserwacje dotyczyły ogólnego ruchu w gromadzie galaktyk.
Rozległe obiekty to gromady galaktyk i uważane są za struktury związane. Galaktyki te poruszają się względem centrum gromady, ale nie odlatują. Patrzymy na ogólny ruch galaktyki.
Założenie: Prędkości reprezentują potencjał bazowy
Każda galaktyka będzie miała swój własny ruch w gromadzie i Hubble Flow Component. Mniejsze galaktyki są mniejsze, większość światła pochodzi z M31 i MW, jest kilka galaktyk karłowatych. Do naszej wstępnej analizy możemy użyć tylko M31 i MW i oszacować masę dynamiczną grupy lokalnej.
Między nami a M31 istnieje względna prędkość. To jest surowe, ale to prawda. Historia zaczyna się dawno temu, kiedy M31 i MW były blisko siebie, ponieważ były członkami gromady, którą oddalali się od siebie. Po pewnym czasie osiągają maksymalną separację, po czym zbliżają się do siebie.
Powiedzmy, że maksymalna odległość, jaka kiedykolwiek może osiągnąć, wynosi $ r_ {max} $. Teraz mają wezwaną separacjęr. PozwolićMbyć połączoną masą MW i M31. Nie wiemy, kiedy zostanie osiągnięty $ r_ {max} $.
$$ \ frac {GM} {r_ {max}} = \: Potencjalne \: o \: r_ {max} $$
Kiedy galaktyki te zbliżały się do siebie w pewnym momencie r, wówczas energia układu będzie wynosić -
$$ \ frac {1} {2} \ sigma ^ 2 = \ frac {GM} {r} = \ frac {GM} {r_ {max}} $$
σ to prędkość względna obu galaktyk. M jest tylko masą zredukowaną, ale masa próbna wynosi 1. σ jest prędkością dowolnego obiektu na odległość rod środka klastra. Uważamy, że ta klaster jest w równaniu dynamicznym, ponieważ zachodzi twierdzenie o wirusie. Tak więc galaktyki nie mogą nadejść z inną prędkością.
Ile czasu zajmie tym galaktykom osiągnięcie maksymalnej odległości?
Aby to zrozumieć, rozważmy następujące równanie.
$$ \ frac {1} {2} \ left (\ frac {dr} {dt} \ right) ^ 2 = \ frac {GM} {r} - \ frac {GM} {r_ {max}} $$
$$ t_ {max} = \ int_ {0} ^ {r_ {max}} dt = \ int_ {0} ^ {r_ {max}} \ frac {dr} {\ sqrt {2GM}} \ left (\ frac {1} {r} - \ frac {1} {r_ {max}} \ right) ^ 2 $$
$$ t_ {max} = \ frac {\ pi r_ {max} ^ {\ frac {3} {2}}} {2 \ sqrt {2GM}} $$
Gdzie M = dynamiczna masa grupy lokalnej. Całkowity czas od początku do końca kolizji wynosi 2 $ t_ {max} $. W związku z tym,
$$ 2t_ {max} = t_0 + \ frac {D} {\ sigma} $$
A $ t_0 $ to obecny wiek wszechświata.
Jeśli rzeczywisty $ t_ {max} <RHS $, to mamy dolny limit czasu. $ D / \ sigma $ to czas, w którym ponownie się zderzą. Tutaj przyjęliśmy, że σ jest stałe.
$$ t_ {max} = \ frac {t_0} {2} + \ frac {D} {2 \ sigma} $$
$$ r_ {max} = t_ {max} \ times \ sigma = 770K_ {pc} $$
Tutaj σ = prędkość względna między MW a M31.
$$ M_ {dynamic} = 3 \ times 10 ^ {12} M_0 $$
$$ M_ {MW} ^ {lum} = 3 \ times 10 ^ {10} M_0 $$
$$ M_ {M31} ^ {lum} = 3 \ times 10 ^ {10} M_0 $$
Ale praktycznie masa dynamiczna jest odkrywana, biorąc pod uwagę każdą galaktykę w gromadzie. Brakująca masa to ciemna materia iFrids Rickyzauważył, że galaktyki w gromadzie w śpiączce poruszają się zbyt szybko. Przewidział istnienie gwiazd neutronowych rok po odkryciu gwiazd neutronowych i użył teleskopu Palomar do znalezienia supernowej.
Punkty do zapamiętania
Pojawiły się pierwsze bezpośrednie dowody na istnienie ciemnej materii Frids Ricky.
Rozszerzone obiekty to gromady galaktyk i są brane pod uwagę bound structures.
Dynamic mass dowiadujemy się, biorąc pod uwagę każdą galaktykę w gromadzie.