Криві Обертання Галактик

Чому галактики обертаються швидше, ніж передбачає ньютонівська гравітація? — Темна матерія

Темна матерія Космологія Галактична Динаміка Профіль NFW

Зорі (диск)

Баласт (балдж)

Ньютонівське v(r)

+Темна матерія (спостережена)

Гало темної матерії

Зоряна маса 1.0 ×10¹⁰ M☉ Частка темної матерії 0.85 Масштаб гало r_s 8 кпк Масштаб диска 3 кпк

V_max = — км/с V_плоска = — км/с R_опт = — кпк M_ТМ/M_заг = —

Загадка темної матерії

Для зір далеко від центру галактики ньютонівська гравітація передбачає v(r) ∝ 1/√r (кеплерівський спад), як і планети у Сонячній системі. Але Вера Рубін (1970-ті) виявила, що реальні галактики демонструють плоскі криві обертання: v(r) ≈ const при великих r.

Це вимагає невидимої масової компоненти — гало темної матерії — з профілем густини за формулою NFW (Навarro–Френк–Вайт): ρ(r) = ρ₀ / [(r/rₛ)(1 + r/rₛ)²]. Темна матерія складає ~85% всієї матерії у Всесвіті, але не випромінює світло.

Переміщуйте повзунки, щоб побачити внесок кожної компоненти.