Mengapa dwarf coklat bukan materi gelap?

Tampaknya tidak ada cukup masalah untuk memperhitungkan fakta bahwa kecepatan beberapa bintang yang terletak jauh dari pusat Galaxy hampir kecepatan yang sama dengan bintang-bintang yang ditemukan lebih dekat ke pusat Galaxy, oleh karena itu tampaknya harus ada lebih banyak masalah : jadi materi yang hilang ini disebut dark matter. Ada semacam objek bintang yang tidak cukup besar untuk menghasilkan cahayanya sendiri tetapi jauh lebih besar dari Jupiter, alias katai coklat. Karena itu tidak cukup terang untuk dideteksi oleh teleskop luar angkasa kita atau rekan-rekan yang terikat bumi, mereka seharusnya banyak di galaksi karena saya percaya benda-benda ini berada di jarak tengah antara planet dan bintang. Namun tampaknya komunitas ilmiah telah mengesampingkan kandidat materi gelap potensial ini tanpa memindai galaksi Bima Sakti yang tidak teramati serta miliaran lainnya dengan spektrum cahaya yang berbeda. Mengapa dwarf coklat tidak dianggap sebagai kandidat untuk dark dark misterius?

Dua alasan.

1. Kita tahu dari melihat kurva rotasi galaksi dan gerakan galaksi dalam kelompok dan dari pelensaan gravitasi, bahwa jumlah "materi gelap" adalah sekitar 30% dari kepadatan alam semesta. Tetapi di sisi lain, perkiraan kelimpahan deuterium, helium, tritium, dan lithium yang dihasilkan dalam big bang menunjukkan bahwa hanya 5% dari kepadatan alam semesta dapat dalam bentuk materi normal (misalnya atom, proton, neutron, dll.) ). Karena katai coklat terbuat dari hal-hal ini, mereka hanya dapat berkontribusi pada persentase kecil ini dan tidak dapat bertanggung jawab atas sebagian besar materi gelap (hal yang sama berlaku untuk apa pun yang terbuat dari normal, "materi baryonic").

2. Para astronom telah menghitung berapa banyak katai coklat yang ada, baik di lingkungan lokal maupun di gugusan bintang (lihat misalnya Andersen dkk. 2008 ; Kirkpatrick dkk. 2011 ; Burningham dkk. 2013 ; dengan kata lain kita dapatlihat katai coklat - mereka memancarkan sebagian besar cahaya mereka di bagian inframerah spektrum, dan survei seperti SDSS, 2MASS dan WISE telah mengungkap jumlahnya ribuan. Ternyata ada sekitar 1 katai coklat untuk setiap 4 bintang besar. Jadi, meskipun banyak, mereka menyumbang sebagian kecil dari materi normal di Galaxy kita. Selain itu, percobaan microlensing terhadap tonjolan Galactic dan awan Magellan menunjukkan bahwa meskipun ada banyak katai coklat di tempat lain di Galaksi kita (mis. Alcock dkk. 2000 ; Novati dkk. 2008 ), tidak ada cukup banyak untuk berkontribusi. ke materi gelap, dan dengan demikian hasil dari lingkungan surya kita tampak mewakili Galaxy secara keseluruhan.

Brown Dwarf cerdas di radio. Mereka memancarkan banyak cahaya, hanya saja tidak banyak cahaya tampak.

Salah satu sifat materi gelap adalah bahwa ia juga tidak mengaburkan cahaya. Debu antarbintang (yang dapat terdiri dari banyak partikel berukuran planet yang lebih besar) cenderung mengaburkan cahaya bahkan jika tidak memancarkannya. Jadi karena itu tidak memancarkan atau mengaburkan cahaya, kita bisa mengesampingkannya menjadi cokelat kerdil, debu, atau cukup banyak hal di antaranya.

Ini bisa menjadi bidang lubang hitam yang ringan, tetapi itu tampaknya tidak mungkin karena lubang hitam jarang dan umumnya dikelilingi oleh bukti pembentukannya. Tidak masuk akal untuk mengasumsikan bahwa ada banyak sekali lubang hitam ringan yang membentuk sebagian besar massa di alam semesta.

Materi eksotis tampaknya aneh bagi kita, tetapi sebenarnya tidak begitu jarang. Kita sudah tahu bahwa neutrino ada dan sebenarnya sangat berlimpah. Neutrino melewati materi normal hampir sepenuhnya tanpa hambatan. Mereka tidak mungkin terbuat dari apa materi gelap, karena mereka bergerak dengan kecepatan cahaya seperti foton, sementara banyak materi gelap relatif stasioner. Tampaknya masuk akal untuk percaya bahwa itu adalah suatu bentuk materi eksotis yang tidak berinteraksi dengan cahaya. Ini aneh bagi kita, tetapi tampaknya sangat konsisten dengan apa yang kita ketahui tentang fisika partikel.