Почти идеально
В CDM есть очень серьезные доводы того, как организованы группы галактик, но недостаточно скрупулезно рассмотрено содержание каждой отдельной галактики. Давайте посмотрим, что находится внутри такой галактики, как Млечный Путь.
Те звезды, которые мы видим, являются видимой частью галактики. Они расположены в центре гораздо большего ореола, состоящего из темной материи, и именно эта темная материя обеспечивает гравитацию, которая удерживает звезды вместе.
Астрономы уверены, что Млечный Путь обернут" имеет ореолом темной материи снаружи и имеет спиральный диск звезд в центре. Гипотеза в теории холодной темной материи предсказывает, что Млечный Путь также имеет темное вещество субгало, но мы не знаем, верна ли эта идея. Чтобы подтвердить теорию, нам нужен способ увидеть, есть ли субгало.
Гипотеза в теории CDM предсказывает, что наш диск звезд, галактика Млечного Пути, не одна во внешнем ореоле темной материи. Наша галактика окружена множеством скоплений темной материи, называемых субгало. Они похожи на мини-версии ореола, вложенного внутри самого ореола. Хотя астрономы вполне уверены, что Млечный Путь находится внутри ореола темной материи, они не уверены, содержит ли этот ореол субгало. Если бы мы доказали, что Млечный путь имеет субгало, то мы имели бы важное доказательство в поддержку теории CDM. В противном случае, нам могла бы понадобиться другая теория, чтобы объяснить темное вещество.
Приливы в космосе звезд
Как мы можем искать субгало, которые сделаны из невидимой материи? Несмотря на то, что мы не можем видеть темную материю напрямую, мы можем оценивать, как она воздействует на видимую материю. Например, на звезды.
Звезды любят собираться вместе со своими соседями в скопления из-за их взаимной гравитации - они притягивают друг друга. Плотная группа звезд, связанных между собой собственной гравитацией, похожа на очень маленькую галактику.
Приливная сила галактики работает аналогично приливной силе Луны на Земле. Причина приливов на Земле заключается в том, что гравитационное притяжение между Луной и Землей не одинаково везде на Земле. Город, находящийся ближе всего к Луне, притягивается к Луне сильнее, чем город, наиболее удаленный от Луны. Земля чувствует эту разницу в гравитационном притяжении так, как будто Земля "вытягивается" из одного конца в другой. Эта растягивающая сила, или приливная сила, создает приливы в океанах.
Гравитационное притяжение Луны отличается на двух сторонах Земли. Хьюстон ближе к Луне, поэтому его притяжение к ней сильнее притяжения Бангкока к Луне.
Приливная сила на звездном скоплении работает точно так же. Звездное скопление в Млечном Пути всегда притягивается к центру Млечного Пути, но эта сила притяжения отличается по обеим сторонам звездного скопления.
Галактика растягивает звездное скопление так же, как Луна растягивает Землю, но с одной большой разницей. Земля в основном твердое тело, поэтому приливная сила Луны растягивает ее лишь немного. Однако звездное скопление - это группа звезд, и приливная сила галактики может легко разорвать эту группу на части! По мере того, как звезды отрываются от своего скопления, они образуют длинный "поток" звезд, выстраивающихся одна за другой, который обертывается вокруг галактики. Этот процесс иногда называют "спагеттификацией". Процесс разрыва звездного скопления в поток звезд обычно занимает миллиарды лет, и поток звезд может вырасти до сотен тысяч световых лет.
Один световой год - это расстояние, которое свет может пройти за 1 год, что составляет около 9,5 триллионов километров!
Подобно Луне и Земле, гравитационное притяжение Млечного Пути на звездном скоплении не везде одинаково. По мере того, как звездное скопление растягивается, звезды оттягиваются от скопления одна за другой, чтобы стать потоком.
Будущее
Исследования с использованием звездных потоков для изучения темной материи все еще находятся на очень ранней стадии. Ответы на многие вопросы требуют большего количества компьютерных симуляций.
В конечном итоге, мы должны искать пробелы в наблюдаемых звездных потоках в реальности, а не только в компьютерном моделировании. Для того, чтобы мы могли быть уверены в теории CDM, нам нужно будет наблюдать как можно большее количество звездных потоков.
До сих пор в Млечном Пути астрономами было найдено около 10-20 звездных потоков, которые может быть полезно наблюдать для тестирования теории. В ближайшем будущем мы, скорее всего, найдем еще больше потоков звезд, что приблизит нас к пониманию темной материи.