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Ancora sulla curva di rotazione delle Galassie
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Nov 16, 2023, 5:03:05 AM11/16/23
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Il prof. Francesco Sylos Labini su Twitter ha dato seguito alla promessa
di precisazioni sul suo modello. Riporto qui il thread che ha postato.
<https://threadreaderapp.com/thread/1725069352234332416.html>
La materia oscura è stata introdotta per spiegare diverse osservazioni
in astrofisica e cosmologia.
La principale e la più diretta è quella delle curve di rotazione delle
galassie esterne: la velocità di rotazione delle stelle rimane costante
a grandi distanze dal centro delle galassie.
Se la velocità di rotazione fosse determinata dalla materia luminosa,
dovrebbe diminuire con l'aumentare della distanza, come avviene, ad
esempio, nel sistema solare come scoperto da Keplero nel 1600.
Questa discrepanza ha portato alla conclusione che massicci alone
sferici di materia oscura dominino la dinamica gravitazionale delle
galassie a spirale. Il disco di materia luminosa è immerso in una
distribuzione sferica di materia oscura.
<https://pbs.twimg.com/media/F_ClI-_XYAAkWmI.jpg>
In questo modello la massa della materia oscura è, per una galassia a
spirale tipica, 10 volte quella della materia visibile. Inoltre la
materia visibile è un disco e ruota, la materia oscura è in una sfera e
non ruota ma si muove in tutte le direzioni isotropicamente.
In un nuovo articolo pubblicato oggi con Giordano Marzo, Matteo
Straccamore e Sebastien Comeron abbiamo proposto un modello diverso: il
modello del disco di materia oscura propone in cui la materia oscura è
localizzata all'interno del disco galattico stesso.
<https://academic.oup.com/mnras/article/527/2/2697/7335309>
In questo modello dunque la materia oscura è distribuita nel disco come
quella visibile, e dunque ruota come quella visibile. La differenza è
che è meno concentrata verso il centro della galassia.
<https://pbs.twimg.com/media/F_CmvQpXsAAkKb5.jpg>
L'idea è che materia oscura sia distribuita come il gas di idrogeno
neutro che si può osservare. L'idrogeno meno è addensato delle stelle
verso centro della galassia ma più diffuso verso l'esterno e ha una
proprietà notevole scoperta da Albert Bosma nel 1981.
Se si prende la curva di rotazione dovuta solo all'idrogeno e si
moltiplica per 10 (in media) si ottiene la curva di rotazione osservata
nelle stelle. Questo ci ha portato ad ipotizzare che l'idrogeno sia un
tracciante di una componente che non si osserva (dunque oscura) ma che
ha la stessa distribuzione spaziale dell'idrogeno. Potrebbe essere
semplicemente idrogeno molto freddo che non emette la riga a 21 cm.
<https://pbs.twimg.com/media/F_CowazW4AAkPcu.png>
Dunque nell'articolo abbiamo mostrato che tutte le galassie del campione
THINGS sono ben descritte dal modello in cui la materia è nel disco
(statisticamente allo stesso livello del modello ad alone sferico).
Questo è un risultato notevole anche alla luce dei risultati che abbiamo
recentemente ottenuto sulla nostra galassia.
<https://www.scientificamerican.com/article/the-milky-way-may-be-missing-a-trillion-suns-worth-of-mass/>
Ma c'è di più. Nell'articolo abbiamo anche mostrato che il modello a
disco può spiegare in maniera semplice una famosa relazione tra la
luminosità (o massa) delle galassie a spirali e la velocità di rotazione
scoperta da Brent Tully & Richard Fisher nel 1977.
<https://pbs.twimg.com/media/F_Cq-sPW4AAsuT0.jpg>
Rimangono ora due punti chiave: sviluppare dei test osservativi capaci
di discernere tra un modello a disco e uno sferico e capire la dinamica
di formazione del modello a disco che necessariamente è diversa da
quella del modello sferico.
I tests osservativi sono in fase di realizzazione grazie anche ai nuovi
telescopi come il James Webb Space Telescope e ai nuovi dati di Gaia (ESA).
Per i modelli teorici abbiamo fatto recentemente dei progressi:
<https://journals.aps.org/pre/abstract/10.1103/PhysRevE.102.042108>
Dobbiamo ora capire come inserire questo modello in un quadro cosmologico.
=====
di precisazioni sul suo modello. Riporto qui il thread che ha postato.
<https://threadreaderapp.com/thread/1725069352234332416.html>
La materia oscura è stata introdotta per spiegare diverse osservazioni
in astrofisica e cosmologia.
La principale e la più diretta è quella delle curve di rotazione delle
galassie esterne: la velocità di rotazione delle stelle rimane costante
a grandi distanze dal centro delle galassie.
Se la velocità di rotazione fosse determinata dalla materia luminosa,
dovrebbe diminuire con l'aumentare della distanza, come avviene, ad
esempio, nel sistema solare come scoperto da Keplero nel 1600.
Questa discrepanza ha portato alla conclusione che massicci alone
sferici di materia oscura dominino la dinamica gravitazionale delle
galassie a spirale. Il disco di materia luminosa è immerso in una
distribuzione sferica di materia oscura.
<https://pbs.twimg.com/media/F_ClI-_XYAAkWmI.jpg>
In questo modello la massa della materia oscura è, per una galassia a
spirale tipica, 10 volte quella della materia visibile. Inoltre la
materia visibile è un disco e ruota, la materia oscura è in una sfera e
non ruota ma si muove in tutte le direzioni isotropicamente.
In un nuovo articolo pubblicato oggi con Giordano Marzo, Matteo
Straccamore e Sebastien Comeron abbiamo proposto un modello diverso: il
modello del disco di materia oscura propone in cui la materia oscura è
localizzata all'interno del disco galattico stesso.
<https://academic.oup.com/mnras/article/527/2/2697/7335309>
In questo modello dunque la materia oscura è distribuita nel disco come
quella visibile, e dunque ruota come quella visibile. La differenza è
che è meno concentrata verso il centro della galassia.
<https://pbs.twimg.com/media/F_CmvQpXsAAkKb5.jpg>
L'idea è che materia oscura sia distribuita come il gas di idrogeno
neutro che si può osservare. L'idrogeno meno è addensato delle stelle
verso centro della galassia ma più diffuso verso l'esterno e ha una
proprietà notevole scoperta da Albert Bosma nel 1981.
Se si prende la curva di rotazione dovuta solo all'idrogeno e si
moltiplica per 10 (in media) si ottiene la curva di rotazione osservata
nelle stelle. Questo ci ha portato ad ipotizzare che l'idrogeno sia un
tracciante di una componente che non si osserva (dunque oscura) ma che
ha la stessa distribuzione spaziale dell'idrogeno. Potrebbe essere
semplicemente idrogeno molto freddo che non emette la riga a 21 cm.
<https://pbs.twimg.com/media/F_CowazW4AAkPcu.png>
Dunque nell'articolo abbiamo mostrato che tutte le galassie del campione
THINGS sono ben descritte dal modello in cui la materia è nel disco
(statisticamente allo stesso livello del modello ad alone sferico).
Questo è un risultato notevole anche alla luce dei risultati che abbiamo
recentemente ottenuto sulla nostra galassia.
<https://www.scientificamerican.com/article/the-milky-way-may-be-missing-a-trillion-suns-worth-of-mass/>
Ma c'è di più. Nell'articolo abbiamo anche mostrato che il modello a
disco può spiegare in maniera semplice una famosa relazione tra la
luminosità (o massa) delle galassie a spirali e la velocità di rotazione
scoperta da Brent Tully & Richard Fisher nel 1977.
<https://pbs.twimg.com/media/F_Cq-sPW4AAsuT0.jpg>
Rimangono ora due punti chiave: sviluppare dei test osservativi capaci
di discernere tra un modello a disco e uno sferico e capire la dinamica
di formazione del modello a disco che necessariamente è diversa da
quella del modello sferico.
I tests osservativi sono in fase di realizzazione grazie anche ai nuovi
telescopi come il James Webb Space Telescope e ai nuovi dati di Gaia (ESA).
Per i modelli teorici abbiamo fatto recentemente dei progressi:
<https://journals.aps.org/pre/abstract/10.1103/PhysRevE.102.042108>
Dobbiamo ora capire come inserire questo modello in un quadro cosmologico.
=====
Karma Explorer
Nov 18, 2023, 11:51:05 AM11/18/23
to
Il 16/11/2023 10:57, Karma Explorer ha scritto:
> [...]
Un ulteriore articolo:
<https://cref.it/cs_is-dark-matter-in-galactic-disks-2/>
> [...]
Un ulteriore articolo:
<https://cref.it/cs_is-dark-matter-in-galactic-disks-2/>
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