Кіріспе
Физикадағы шешілмеген мәселе. Куспийлік гало проблемасы (кейде ядролық куспийлік проблема деп те аталады) – төмен массалы галактикалардың қара материя тығыздығы профильдері мен космологиялық N-денелік симуляциялардың болжаған тығыздық профильдері арасындағы қарама-қайшылық. Көбінесе барлық симуляцияларда қара материя галолары "куспийлік" қара материя таралуымен қалыптасады, тығыздық кішкентай радиустарда тік көтеріледі, ал көптеген байқалған кәріз галактикалардың айналу қисықтары олардың қара материя тығыздығының тегіс орталық профиліне ("ядро") ие екенін көрсетеді. Ядролық куспийлік проблеманы шешуге қатысты бірнеше мүмкін жауаптар ұсынылған. Көптеген соңғы зерттеулер бариондық кері байланыс (әсіресе, суперновалар мен белсенді галактикалық ядролардан кері байланыс) галактиканың қара материя профилінің ядросын "тегістеуге" қабілетті екенін көрсетті, себебі кері байланыс тудырған газ ағыны, соқтығыссыз қара материя бөлшектерінің орбиталарына энергияны беруге мүмкіндік беретін, уақыт бойынша өзгеретін гравитациялық потенциалды жасайды. Басқа жұмыстар ядролық куспийлік проблеманы ең қабылданған Суық Қара Материя (CDM) парадигмасынан тыс шешуге болатынын көрсетті: жылы немесе өзара әрекеттесетін қара материямен жүргізілген симуляциялар да төмен массалы галактикаларда қара материя ядроларын жасайды. Сондай-ақ, жүйе энергиясын ең төмендетуге мүмкіндік беретін қара материя таралуының орталық қара материя тығыздық профилі тегіс болуы мүмкін.
The cuspy halo problem (also known as the core cusp problem) is a discrepancy between the inferred dark matter density profiles of low mass galaxies and the density profiles predicted by cosmological N body simulations. Nearly all simulations form dark matter halos which have "cuspy" dark matter distributions, with density increasing steeply at small radii, while the rotation curves of most observed dwarf galaxies suggest that they have flat central dark matter density profiles ("cores"). Several possible solutions to the core cusp problem have been proposed. Many recent studies have shown that including baryonic feedback (particularly feedback from supernovae and active galactic nuclei) can "flatten out" the core of a galaxy's dark matter profile, since feedback driven gas outflows produce a time varying gravitational potential that transfers energy to the orbits of the collisionless dark matter particles. Other works have shown that the core cusp problem can be solved outside of the most widely accepted Cold Dark Matter (CDM) paradigm: simulations with warm or self interacting dark matter also produce dark matter cores in low mass galaxies. It is also possible that the distribution of dark matter that minimizes the system energy has a flat central dark matter density profile.
Эмоция нәтижелері
В.Дж.Г. де Блоктың сөзінше, "CDM галоларының орталықтарындағы тік бұрыштың болуы N дене космологиялық симуляцияларынан алынған ең ерте және ең маңызды нәтижелердің бірі болып табылады". CDM құрылымдалуының сандық модельдеулері астрономиялық байқауларға қайшы келетін кейбір құрылымдық қасиеттерді болжайды.
Байқаулар
Бұл айырмашылықтар галактикалардан бастап галактикалар шоғырына дейін жетеді. "Ең көп назар аударған мәселе – бұл шоқтық нұрлы ореол проблемасы, атап айтқанда, CDM модельдері бақылаулармен салыстырғанда тым тік ішкі профиліне немесе жоғары тығыздыққа ие ядросы бар ореолдарды болжайды".
Мүмкін болатын шешімдер
Сандық модельдеулер мен астрономиялық байқаулар арасындағы қақтығыс ядролық/шоғырлы мәселеге байланысты сандық шектеулерді тудырады. Гало концентрацияларына қатысты байқау шектеулері космологиялық параметрлерге теориялық шектеулердің болуын білдіреді. Макго, Баркер және де Блоктың пікірінше, олардың немесе басқалардың айтқан гало концентрациясының шектерін түсіндірудің 3 негізгі мүмкіндігі бар: "CDM галоларында шоғырлар болуы керек, сондықтан көрсетілген шектеулер күшінде қалады және космологиялық параметрлерге жаңа шектеулер енгізеді". "Бір нәрсе (мысалы, кері байланыс, қара материяның сипатының өзгеруі) шоғырларды жояды, демек космологияға қатысты шектеулер де жойылады". "CDM модельдеулері ұсынған гало қалыптасу картинасы дұрыс емес". Галактикалық галолардағы ядролық-өзектік мәселені шешудің бір жолы – қара материяның сипатын өзгертетін модельдерді қарастыру. Теоретиктер басқа мүмкіндіктермен қатар, жылы, бұлыңғыр, өзін-өзі әрекеттесетін және мета-суық қара материяны қарастырды. Бір қарапайым шешім – жүйе энергиясын ең төмендетуге мүмкіндік беретін қара материяның таралуының орталық бөлігінде тегіс қара материя тығыздық профилі болуы мүмкін.
"CDM halos must have cusps, so the stated limits hold and provide new constraints on cosmological parameters." "Something (e. g. feedback, modifications of the nature of dark matter) eliminates cusps and thus the constraints on cosmology." "The picture of halo formation suggested by CDM simulations is wrong." One approach to solving the cusp core problem in galactic halos is to consider models that modify the nature of dark matter; theorists have considered warm, fuzzy, self interacting, and meta cold dark matter, among other possibilities. One straightforward solution could be that the distribution of dark matter that minimizes the system energy has a flat central dark matter density profile.