بررسی توزیع ماده تاریک در پتانسیل گرانشی کهکشان ،با استفاده از ساختار دینامیکی کهکشان راه شیری

در کیهان شناسی، ماده تاریک ماده ای فرضی است که چون از خود نور گسیل یا بازتاب نمی کند و با تابش برهم کنشی ندارد، پس برای تمامی مقاصد نجومی تاریک است. اما از اثرات گرانشی ان می توان به وجود ان پی برد. طبق مشاهدات 73% از عالم از انرژی تاریک با ماهیت ناشناخته، 23% از نوع ماده تاریک غیر باریونی، 6/3%از نوع ماده تاریک باریونی و فقط حدود 4/0% از عالم از ستاره ها و گازهایی که در عالم قابل دیدن هستند تشکیل شده است. تا کنون فقط از اثرات گرانشی ماده تاریک غیر باریونی است که میتوان به وجود ان پی برد. یکی از مهمترین این اثرها در حرکت وضعی کهکشانها دیده میشود ،چرا که سرعت چرخشی ستاره ها در کهکشانها از رابطه ای که از قوانین کپلر انتظار داریم پیروی نمی کند. همچنین مشاهدات نشان میدهد که هر قدر کهکشان یا خو شه ها بزرگ تر باشد ، سهم ماده معمولی باریونی نیز بیشتر است. کهکشانها در نتیجه افت و خیزهای کوانتومی در جهان اولیه شکل گرفته اند. مشاهدات نشان میدهدکه افت و خیزهای چگالی کوچکتر از مقداری است که برای شکل گیری کهکشانها نیاز است،و تنها وقتی که حضور ماده تاریک را در نظر میگیریم ، این قید رصدی در موقع رشد ناهمگنی های چگالی ماده معمولی از بین میرود. با مشاهده منحنی چرخش در شعاع های بزرگ اطراف کهکشانهای مارپیچ میتوان به وجود هاله های ماده تاریک پی برد.و به طور مستقیم توزیع جرم کل را اندازه گیری کرد . اما منحنی دوران کهکشان راه شیری یک مدار کپلری نیست و دارای شکلی از چرخشی متفاوت است.که نشان میدهد بخش قابل ملاحظه ای از جرم آن در قسمت خارجی ان قرار دارد.چنانچه منحنی دوران کهکشانهای دیگر (با درخشش کم) برای به دست آوردن نمودار سرعت هاله را بررسی کنیم ،میبینیم که سرعت تقریبا به صورت خطی با شعاع صعود میکند. و بیشتر کهکشانهای درخشان سرعت دایره ای بالاتری دارند. چنانچه بخواهیم دینامیک هاله های ماده تاریک را بررسی کنیم ناگزیریم که درمورد چگالی آن بیشتر( ?(r بحث کنیم. جزئیات ساختار دینامیکی هاله ماده تاریک کروی از یک رابطه ?_ ? پیروی میکند. و چگالی جرم محلی تعیین شده از اندازه گیری های حرکات ستاره ای حدودا 0.1 m?/?pc?^(-3) است. در این پایان نامه ضمن بررسی توزیع چگالی و بررسی انتشار سرعت و منحنی دوران کهکشانهای مورد بحث و تاثیر حضور ماده تاریک در پارامتر های ساختار کهکشان، کاندیداهای ماده تاریک مثل :آگزیون ها، ذرات ابر تقارنی یا نوترینوها معرفی میشوند و مشخص میشود که باریونها سبب فشردگی اجزا ماده تاریک به سمت قسمت مرکزی هاله هستند.