¿Por qué es el perfil de densidad de materia oscura dentro del radio solar (y densidad local) incierto?

Question

Parece que sabemos que la rotación de la curva en el interior del sol de la órbita galáctica con bastante precisión. Entonces ¿no hemos de ser capaces de tomar la derivada* de esto para obtener el DM perfil de densidad en las radios más pequeños? ¿Cuál es entonces la razón principal por la que no podemos distinguir entre los diferentes perfiles como el de pseudo-isotérmico, NFW etc?

a) Es la incertidumbre en la rotación de la curva? Si es así ¿cuál es el origen de esta incertidumbre? b) la Incertidumbre en la cantidad de la materia luminosa? Fuente?

Algo más?

Puedo ver por qué el perfil es incierto a grandes distancias desde el centro galáctico desde la rotación de la curva es incierto allí, pero ¿por qué es incierto en la región donde la rotación de la curva se conoce con más precisión?

*Bien, cuadrado, multiplicar por r y tomar la derivada, pero usted consigue la idea

Answer 1

Este no es mi campo, pero creo que es tan simple como una combinación de las cosas que usted dijo - la estimación precisa de la cantidad de "materia normal" dentro del radio solar, la precisión de la medición de la rotación de la curva (diferentes trazadores puede dar resultados ligeramente diferentes), pero, principalmente, que la materia oscura no dominan la dinámica en pequeños radios.

Por ejemplo, sabemos lo que la densidad de la masa está en el disco local observando la dispersión de la velocidad de las estrellas perpendicular al plano (por ejemplo, Kuijken & Gilmore 1989; Creze et al. 1998). Estos resultados muestran que la materia oscura está poco presente en el disco en la radio del Sol - local de la densidad de masa es completamente explicada por estrellas, gas y remanentes estelares.

No hay ninguna razón real por la que el (dissipationless) la materia oscura debe ser central, concentrado como el luminoso de la materia, y que parece ser el caso.

Los modelos de la vía Láctea halo de oscuridad sugieren que se distribuye con mucho menos de la "concentración" de la misa en el disco. La longitud de la escala del parámetro de la Navarro-Frenk-Blanco perfil se encuentra normalmente a ser $\sim 20$ kpc (por ejemplo, Klypin et al. 2001), mientras que la exponencial de la longitud de la escala de disco es más como 3-4 kpc. El gráfico siguiente muestra cómo los diversos componentes contribuyen a la rotación de la curva. Ver cómo es la materia oscura sólo de forma dinámica importante en las grandes radios, más allá de la órbita solar. Así que yo creo que incluso si usted tiene muy buen mediciones sigue siendo difícil conseguir una manija en la materia oscura perfil de la rotación de las curvas porque no se cambia la totalidad de la rotación de la curva de predicción tanto en pequeños radios.

Answer 2

El promedio de densidad de la materia oscura en el universo es aproximadamente la masa de 1 átomo de hidrógeno por metro cúbico. Si tomamos esta densidad, podemos averiguar cómo la masa de la materia oscura, por ejemplo, dentro de la órbita de Júpiter se compara con la masa del Sol.

La distancia de Júpiter desde el Sol es de aproximadamente 800,000,000,000 metros (digo aproximadamente porque la órbita es elíptica), por lo que la masa de materia oscura dentro de su órbita es 2 $\times$ 10$^{36}$ los átomos de hidrógeno o acerca de 3.5 $\times$ 10$^9$ kg. Esto es acerca de la 2 $\times$ 10$^{-19}$% de la masa del Sol.

Podríamos esperar que la densidad de materia oscura en el sistema Solar a ser más alto que el promedio, durante todo el universo, pero no por nada enfoque de un factor de 10$^{21}$. En la escala del Sistema Solar, el efecto de la materia oscura es totalmente negligable. Es sólo cuando llegue a distancias interestelares que se hace significativo.

Answer 3

Sabemos que la velocidad relativa w.r.t. para el Sol dentro del radio solar, y podría llegar desde allí a la rotación de la curva de si sabía de la velocidad de rotación del Sol (o de las normas Locales de Descanso) en la Galaxia, y la distancia del Sol desde el centro Galáctico. No sabemos de que pie con mucha precisión ($8\,\text{kpc} \pm 1.5\,\text{kpc}$), y no sabemos la velocidad del Sol w.r.t. para el centro Galáctico ($230 \,\frac{\text{km}}{\text{s}} \pm 50 \,\frac{\text{km}}{\text{s}}$).

Sabemos sin embargo que la relación de estas dos cantidades es acerca de $30 \,\frac{\text{km}}{\text{s}\cdot \text{kpc}}$. Ver McMillan y Binney para todos los detalles: http://arxiv.org/abs/0907.4685