Problema de auréola cuspy - Cuspy halo problem
O problema do halo cúspide (também conhecido como o problema da cúspide central ) refere-se a uma discrepância entre os perfis de densidade de matéria escura inferidos de galáxias de baixa massa e os perfis de densidade previstos por simulações cosmológicas de N-corpos . Quase todas as simulações formam halos de matéria escura que têm distribuições de matéria escura "cúspides", com densidade aumentando abruptamente em raios pequenos, enquanto as curvas de rotação da maioria das galáxias anãs observadas sugerem que elas têm perfis de densidade de matéria escura centrais planos ("núcleos").
Várias soluções possíveis para o problema da cúspide central foram propostas. Muitos estudos recentes têm mostrado que incluir feedback bariônico (particularmente feedback de supernovas e núcleos galácticos ativos ) pode "nivelar" o núcleo do perfil de matéria escura de uma galáxia, uma vez que fluxos de gás impulsionados por feedback produzem um potencial gravitacional variável no tempo que transfere energia para as órbitas das partículas de matéria escura sem colisão. Outros trabalhos mostraram que o problema da cúspide do núcleo pode ser resolvido fora do paradigma mais amplamente aceito da matéria escura fria (CDM): simulações com matéria escura quente ou auto-interagente também produzem núcleos de matéria escura em galáxias de baixa massa. Também é possível que a distribuição de matéria escura que minimiza a energia do sistema tenha um perfil de densidade de matéria escura central plano.
Resultados simulados
De acordo com WJG de Blok "A presença de uma cúspide nos centros dos halos do MDL é um dos primeiros e mais fortes resultados derivados de simulações cosmológicas de corpos N". As simulações numéricas para a formação da estrutura do MDL prevêem algumas propriedades da estrutura que entram em conflito com as observações astronômicas.
Observações
As discrepâncias variam de galáxias a aglomerados de galáxias. "O principal que atraiu muita atenção é o problema do halo cuspy, ou seja, os modelos CDM prevêem halos que têm um núcleo de alta densidade ou têm um perfil interno que é muito íngreme em comparação com as observações."
Soluções potenciais
O conflito entre simulações numéricas e observações astronômicas cria restrições numéricas relacionadas ao problema de núcleo / cúspide. Restrições observacionais nas concentrações de halo implicam na existência de restrições teóricas nos parâmetros cosmológicos. De acordo com McGaugh , Barker e de Blok, pode haver 3 possibilidades básicas para interpretar os limites de concentração de halo declarados por eles ou qualquer outra pessoa:
- "Halos de CDM devem ter cúspides, então os limites declarados se mantêm e fornecem novas restrições aos parâmetros cosmológicos."
- "Algo (por exemplo, feedback, modificações da natureza da matéria escura) elimina cúspides e, portanto, as restrições à cosmologia."
- "A imagem da formação de halo sugerida pelas simulações do MDL está errada."
Uma abordagem para resolver o problema do cúspide em halos galácticos é considerar modelos que modificam a natureza da matéria escura; os teóricos consideram a matéria escura quente , difusa , com interação própria e meta-fria , entre outras possibilidades. Uma solução direta poderia ser que a distribuição de matéria escura que minimiza a energia do sistema tenha um perfil de densidade de matéria escura central plano.
Veja também
- Problema da galáxia anã (também conhecido como "o problema dos satélites ausentes")
- Lista de problemas não resolvidos em física