สสารมืดถูกทฤษฎีว่ามีอยู่เมื่อไม่นานมานี้และเรามาไกลในการทำความเข้าใจกับสิ่งที่คิดเป็น 23% ของจักรวาลของเรา กระดาษเมื่อเร็ว ๆ นี้เกี่ยวกับสสารมืดใกล้บ้าน - ที่นี่ในระบบสุริยะของเราเอง - เผยให้เห็นว่ามันเป็น หนาแน่นขึ้นและมีมวลมากกว่าในกาแลคซีดาราจักร
สสารมืดเป็นเพียงสิ่งแปลก ๆ มันไม่ได้ให้แสงมีมวลและตอบสนองต่อแรงโน้มถ่วงกับสสาร "ปกติ" - สิ่งที่เราและโลกของเราและดวงดาวประกอบด้วย เช่นเดียวกับเรื่องปกติมัน“ กระจุก” หรือเพิ่มขึ้นเพราะแรงดึงดูดนี้ เราพบสสารมืดใกล้กาแลคซีมากกว่าในบริเวณกว้างใหญ่ระหว่างมัน
สสารมืดนั้นไม่ได้อยู่ห่างไกลในทางช้างเผือกหรือที่อื่น ๆ ในอีกด้านหนึ่งของจักรวาล แต่มันอยู่ที่นี่ในบ้านในระบบสุริยะของเรา ในเอกสารล่าสุดที่ส่งไป การทบทวนทางกายภาพ DEthan Siegel และ Xiaoying Xu จากมหาวิทยาลัยแอริโซนาวิเคราะห์การกระจายของสสารมืดในระบบสุริยะของเราและพบว่ามวลของสสารมืดนั้นมากกว่ามวลกาแลคซีเฉลี่ยถึง 300 เท่าและความหนาแน่นสูงกว่า 16,000 เท่า สสารมืดของพื้นหลัง
จากประวัติของระบบสุริยะ Xu และ Siegel คำนวณว่าสสารมืด 1.07 X 10 ^ 20 กิโลกรัมหรือประมาณ 0.0018% มวลของโลก เพื่อให้ได้หมายเลขอ้างอิงนี้มวลของ Ceres - วัตถุที่ใหญ่ที่สุดในแถบดาวเคราะห์น้อยระหว่างดาวอังคารและดาวพฤหัสบดี - ประมาณ 9 เท่าของจำนวนนี้
Siegel และ Xu คำนวณว่าสสารมืดมากแค่ไหนที่ระบบสุริยะได้กวาดล้างอายุการใช้งาน 4.5 พันล้านปีโดยการจำลององค์ประกอบของพื้นหลังสสารมืดรัศมีในวงโคจรของระบบสุริยะรอบกาแลคซีและคำนวณว่าสสารมืดเท่าใด ถูกดักจับโดยระบบสุริยะในขณะที่เคลื่อนที่ผ่านรัศมีนี้ พวกเขาทำการคำนวณนี้สำหรับดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์แปดดวงแต่ละดวงแยกจากกันทำให้เกิดการกระจายของสสารทั่วทั้งระบบสุริยะรวมถึงปริมาณทั้งหมดที่จับได้
เหมือนกับเมื่อคุณขับรถผ่านหิมะที่มีแสงน้อยสสารมืด "เกาะ" กับระบบสุริยะเมื่อมันถูกผูกไว้ด้วยแรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์ ขณะที่หิมะละลายบนกระจกหน้ารถของคุณ (หวังว่า) บางคนไม่ยึดติดกับกระโปรงหน้ารถและส่วนใหญ่ก็บินไปทางขวาสสารมืดก็ไม่ได้กระจายไปทั่วทั้งระบบสุริยะของเราเช่นกัน ดาวเคราะห์บางดวงมีสสารมืดล้อมรอบพวกมันมากกว่าดาวเคราะห์อื่น ๆ โดยขึ้นอยู่กับว่าพวกมันอยู่ที่ไหน ด้านล่างคือการกระจายความหนาแน่นของสสารมืดในระบบสุริยะ
เข็มแรกคือดาวพุธและอีกสองหนถัดไปคือดาวศุกร์และโลก (ดาวอังคารไม่ปรากฏขึ้น) ถัดไปคือดาวพฤหัสบดีตามด้วยการชนขนาดเล็กจากดาวเสาร์และในที่สุดดาวยูเรนัสและดาวเนปจูนรวมกันสร้างชนขนาดเล็กสุดท้าย
สสารมืดในพื้นที่มีผลต่อระบบสุริยะอย่างไร มันไม่มีผลอย่างมากต่อวงโคจรของดาวเคราะห์และไม่ทำให้ระบบสุริยะช้าลงในวงโคจรรอบ ๆ ใจกลางกาแลคซี
“ วงโคจรดาวเคราะห์ถ้ามีสสารมืดมากพอจะมี perihelia precess เร็วกว่าถ้าไม่มีสสารมืด ปริมาณสสารมืดที่ได้รับอนุญาตจากการสังเกตเหล่านี้มีค่ามากกว่าจำนวนที่ฉันคาดการณ์ไว้อย่างมาก ข้อผิดพลาดในการตรวจวัดของ preihion perihelion นั้นอยู่ในหน่วยของอาร์คที่สองต่อศตวรรษ…แม้ว่าคุณจะคิดว่าสสารมืดนั้นอยู่ในส่วนที่เกี่ยวข้องกับกาแลคซีที่ระบบสุริยะเคลื่อนที่ผ่าน อาทิตย์เป็นของสั่ง 10 ^ 30 กก.; การจับสสารมืด 10 ^ 20 กก. จะทำให้คุณช้าลงประมาณ 20 ไมครอน / วินาทีตลอดช่วงอายุของระบบสุริยะ ดังนั้นมันจะเล็ก” - Ethan Siegel ในการสัมภาษณ์ทางอีเมล
และอนิจจาความลึกลับของความผิดปกติของไพโอเนียร์จะไม่ได้รับการแก้ไขด้วยการเปิดเผยนี้เนื่องจากมวลของสสารมืดที่ถูกจับนั้นไม่เพียงพอที่จะอธิบายการเคลื่อนที่แปลก ๆ ของยานอวกาศนั้น
อย่างไรก็ตามการค้นพบสสารที่มีความหนาแน่นสูงและมวลของสสารมืดในละแวกของเราอาจช่วยในการศึกษาและตรวจจับสสารมืด การรู้จักการกระจายมวลและความหนาแน่นของสสารมืดในท้องถิ่น - และด้วยเหตุนี้การรู้ว่าจะหามันได้ที่ไหนและที่ไหน - จะช่วยให้นักดาราศาสตร์มองหาวิธีการแก้ไขสิ่งที่มันประกอบไปด้วยข้อมูลเพิ่มเติม
“ การพิจารณาความหนาแน่นสสารมืดในท้องถิ่นและการกระจายความเร็วนั้นมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการทดลองตรวจจับโดยตรง การคำนวณล่าสุดที่ดำเนินการสันนิษฐานว่าสมบัติของสสารมืดที่ตำแหน่งของดวงอาทิตย์นั้นมาจากกาแลกติกกาแลคซีโดยตรง จากการเปรียบเทียบเราพบว่าการทดลองภาคพื้นดินควรพิจารณาองค์ประกอบของสสารมืดที่มีความหนาแน่นมากกว่าความหนาแน่นของรัศมีพื้นหลังถึง 16,000 เท่า” Xu และซีเกลเขียน
ที่มา: Arxiv สัมภาษณ์ทางอีเมลกับ Ethan Siegel
