행성, 은하 등의 모양에서 암흑 물질이 발견 될 수 있습니까?

암흑 물질이 일반 물질과 마찬가지로 중력을 가지고 있다면 행성, 태양계 등을 형성 할 수 있습니까? 모든 답변을 부탁드립니다.

행성과 별. 구상 성단과 은하. 예.

소규모

행성, 별, 심지어 더 확산 된 별 형성 구름과 같은 비교적 조밀 한 물체로 응축하려면 입자가 에너지를 소산시킬 수 있어야합니다. 그들이 이것을하지 않으면, 그들의 속도는 그들이 아무것도 형성하지 못하게합니다.

"정상적인"입자, 즉 원자는 충돌하여이를 수행합니다. 원자가 충돌하면 흥분하고 흥분 할 때 에너지를 방출하는 시스템을 떠나는 방사선을 방출합니다. 이러한 방식으로, 입자의 앙상블은 덜 에너지가 많은 시스템으로 이완되어 결국 별처럼 응축 될 수 있습니다. 또한 충돌로 인해 에너지가 많은 입자가 에너지가 적은 입자에 에너지를 기증하여 앙상블이 열역학적 평형에 도달합니다 . 즉, 모든 입자의 평균 에너지가 동일합니다.

암흑 물질은 정의상 충돌하고 방출 할 수 없기 때문에 별이나 행성과 같은 소규모에서는 주어진 에너지로 포텐셜에 잘 들어가는 입자가 그 에너지를 유지합니다. 따라서 센터쪽으로 가속 한 다음 센터에 가장 근접한 접근 후 감속하고 마지막으로 시스템과 동일한 에너지를 남겨 둡니다 (처음 시작하지 않을 경우). 이것은 충돌이없는 물질이 작은 물체를 형성하는 것을 불가능하게한다.

대규모

그러나, 은하의 규모에서, 다양한 이완 메커니즘은 암흑 물질이 구조를 형성하게한다. 이것이 밀레니엄 시뮬레이션 과 같은 우주의 순수한 N- 바디 시뮬레이션에서 은하계를 보게 되는 이유입니다 . 이 구조물의 크기는 해상도에 따라 다르지만 수백만 태양 질량으로 측정됩니다.

완화 메커니즘에는 다음이 포함됩니다.

이것은 은하의 팔이 감긴 것처럼 보이지만 실제 공간이 아닌 위상 공간에 있습니다.

이것은 입자가 너무 가까워지면서 궤도가 기하 급수적으로 분기 될 때 발생합니다.

위에 나열된 두 가지 메커니즘은 일정한 중력 전위 가정 하지만 시스템이 완화됨에 따라 변경되어 추가 완화 프로세스가 발생합니다. 예를 들어, 더 큰 입자는 더 많은 에너지를 더 가벼운 이웃으로 전달하는 경향이 있으므로 중력 전위의 중심을 향해 가라 앉을수록 더 밀접하게 구속됩니다. 이 효과는 질량 분리라고하며 구형 성단의 진화에 특히 중요합니다.$\Phi$$\Phi$

속도가 인 섭동 / 파의 경우, 입자가 와 함께 제공되는 경우, 파동을 하여 먼저 포텐셜에 빠질 때 에너지를 얻지 만 나중에 다시 올라갈 때 같은 양의 에너지를 잃습니다. 를 가진 입자에 대해서도 마찬가지 입니다. 그러나 가진 입자 (즉, 파도와 거의 공명하는 입자 )는 에너지의 순 이득 또는 손실을 경험할 수 있습니다. 가 보다 약간 큰 입자를 고려하십시오$v_p$$v\gg v_p$$v\ll v_p$$v\sim v_p$$v$$v_p$. 파도와 상호 작용할 때 위상에 따라 가속되고 공명에서 멀어 지거나 감속되어 공명에 가까워집니다. 후자는 파와보다 효과적으로 상호 작용하며 (즉, 더 긴 시간 동안 감속된다), 평균적으로 를 갖는 입자로부터 에너지의 순 전달이있을 것이다 . 가 보다 약간 작은 입자의 경우에는 반대입니다.$v \gtrsim v_p$$v$$v_p$

이러한 메커니즘에 대한 자세한 내용은 Mo, Bosch 및 White의 Galaxy Formation and Evolution 에서 읽을 수 있습니다 .