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恒星与太阳物理学

恒星与太阳物理学

太阳’对暗物质的食欲可能影响地球’s orbit

25 Jan 2010
Is the 太阳 gobbling up dark matter?

意大利一位物理学家的计算表明,地球的可观测变化’的轨道可能是由太阳引起的 ’对暗物质的食欲。这项最新研究预测,在未来数十亿年中,行星的轨道将大大缩小,在此时间范围内,地球到太阳的距离将减半。

物理学家认为,宇宙中约23%的质量能由暗物质组成,暗物质是一种非发光物质,在重力作用下与普通物质相互作用。这种暗物质散布在整个宇宙中,但在可见物体附近以更高的密度聚集在一起,从而形成一个暗物质。“halo”银河系附近。一些研究人员还认为,太阳系是暗物质团块特别密集的地方。

自出生起便分泌

意大利物理学家洛伦佐·伊里奥(Lorenzo Iorio)计算了这种暗物质对行星轨道的影响。为此,他假设太阳的2%至5%’质量是暗物质的形式,这是通过测量诸如太阳光度和能量通量等属性而施加的上限,并且太阳在其穿过银河光晕的45亿年历史中,不断积累这种暗物质。这些假设导致太阳的分数增加’质量约为十分之一12 每年。

首先,奥里奥(Iorio)计算了45亿年前的太阳系诞生时,行星将走多远。他得出结论,最外层的行星本应距离它们目前的位置最远,例如海王星的轨道半径最多可增加10个天文单位(1 au大约等于地球’的半长轴,大约1.5亿公里)。相比之下,地球不超过0.32 au further out.

约里奥(Iorio)还研究了到大约75亿年后,预计太阳将成为红色巨星的最大大小时,行星轨道将缩缩多少。’时间。他计算出海王星可能约为16 au靠近地球’的半径可以减半。鉴于天文学家之间目前对地球是否存在分歧’伊里奥说,太阳的暗物质的作用将是增加这种侵袭的可能性。

几乎与观察结果一致

地球的一种反直觉效应’根据Iorio的轨道收缩’的模型是地球’的半长轴实际上会增加2–5 厘米每年。他说,这是可能的,因为太阳暗物质会引起地球的轨迹’轨道不断缩小,因此仅近似椭圆。因此,尽管在每个周期中地球最接近太阳的距离减小,但作为半长轴的距离却可以增加。实际上,这个结论与各种不同来源的观测结果基本一致,表明天文单位增加了5到9之间 cm per year.

Iorio还计算了暗物质的行星积聚将如何影响行星卫星的运动,但发现这可以忽略不计– with the Moon’s轨道半径仅160 m在太阳系开始时更大。实际上,这种机制无法解释行星卫星轨道上观察到的许多变化,包括木星某些卫星轨道周期的不同变化以及地球半长轴的减少’的人造卫星LAGEOS。

实际上,Iorio强调说,他的工作确实取决于对暗物质性质的多种假设,尤其是暗物质在太阳系中的累积速率。苏黎世大学的天体物理学家菲利普·捷泽(Philippe Jetzer)指出,由于太阳和行星也可以吸收普通物质,这一事实使情况更加复杂。“根据我们目前的知识,我们不能得出结论,暗物质正在太阳系内以任何显着速率积累,” he says.

该研究报告于 arXiv:1001.1697.

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