Скрытая масса - труднонаблюдаемые в оптическом диапазоне формы вещества, выявляемые по их гравитационному воздействию на движение и структуру галактик, скоплений и сверхскоплений галактик. Предполагается, что существует несколько (два или более) видов скрытой массы, отличающихся массой частиц и др. свойствами. Наиб. надёжно скрытая масса фиксируется в скоплениях галактик и в коронах отд. галактик. Надёжных наблюдательных данных о скрытой массе в сверхскоплениях галактик нет.
В скоплении галактик кроме видимой массы ML, определяемой
по общей светимости всех галактик скопления и средней масса -
светимость зависимости для галактик, можно найти динамич. (вириальную)
массу
, определяемую о помощью вириала теоремы по наблюдаемой дисперсии
скоростей галактик скопления. Оценки динамич. массы Мv подтверждаются
наблюдениями рентг. излучения горячего межгалактич. газа скоплений, что
позволяет получить независимые оценки температуры газа и тем самым - гравитац.
потенциала и массы скопления. Для богатых скоплений динамич. масса Mv примерно в 10-20 раз превосходит видимую массу галактик ML.
Наблюдения кривых вращения [зависимостей скорости вращения vc вещества галактики от расстояния r до центра галактики (см.
Вращение галактик] )для ряда галактик позволяют найти распределение
массы галактики по радиусу с помощью соотношения
где
- центробежное ускорение при круговом движении, GM(r)/r2 - гравитац. ускорение, вызываемое массой М(r), расположенной
внутри орбиты радиуса r. Кривые вращения наблюдаются как оптич.
методами, так и в радиолинии нейтрального водорода 21 см за пределами видимой
галактики. Анализ кривых вращения показывает, что в ряде галактик за пределами
видимого распределения звёзд существует протяжённая массивная корона невидимого
вещества, в ряде случаев в десятки раз превосходящая массу светящейся составляющей
(звёзды, газ, пыль и др.).
При изучении движения звёзд внутри Галактики (в окрестности Солнца) установлено, что плотность скрытой массы в этой области не превосходит плотности видимого вещества, но может быть сравнима с ней. Попытки обнаружения скрытой массы в маломассивных галактиках пока не дали определ. результатов.
В космологии
допущение скрытой массы (космологическая скрытая масса) необходимо для
того, чтобы согласовать получаемые разл. путями оценки ср. плотности вещества
во Вселенной. Прямые наблюдат. оценки плотности видимого вещества
приводят к значению
ж 0,01-0,03 (
- критич. плотность Вселенной, соответствующая границе между открытой и
закрытой моделями Вселенной). По данным о хим. составе первичного вещества
можно оценить плотность
барионной составляющей Вселенной,
.
Совместный анализ процессов образования наблюдаемой крупномасштабной
структуры Вселенной и процессов образования флуктуации температуры микроволнового
фонового излучения приводит к выводу, что полная плотность Вселенной
должна
быть высока,
Кроме того, гл. вклад в полную плотность должны давать частицы, не взаимодействующие
с микроволновым фоновым излучением. Оценка
хорошо согласуется с совр. моделями ранней Вселенной (см. Раздувающаяся
Вселенная).
Теории супергравитации, суперструн и др. предсказывают существование
обширной группы труднонаблюдаемых частиц, часть из к-рых может входить
в состав скрытой массы. Наиб. активно обсуждается возможность связать
космологическую скрытую массу с частицами типа аксионов ,обладающими «эффективной» массой
т
10
МэВ, а также с нестабильными слабо взаимодействующими с веществом частицами
типа нейтрино с массой т
100 эВ и временем жизни
= 108-109 лет. Очень перспективны попытки связать
свойства этих частиц с существованием трёх поколений кварков и лептонов
(см. Поколения фермионов ).
Скрытая масса галактик и скоплений галактик связана с более массивными
частицами неизвестной природы.
А. Г. Дорошкевич
|
|
 |
