.Stars travel more slowly at Milky Way's edge: Galaxy's core may contain less dark matter than previously estimated

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별은 은하수 가장자리에서 더 느리게 이동합니다. 은하의 핵심은 이전에 추정된 것보다 암흑 물질을 덜 포함할 수 있습니다

MIT 물리학자들은 은하수 전체에 걸쳐 별들의 속도를 측정함으로써 은하계 원반에서 더 멀리 있는 별들이 은하 중심에 더 가까운 별들에 비해 예상보다 더 느리게 이동하고 있음을 발견했습니다.

이번 발견은 놀라운 가능성을 제시합니다. 은하수의 중력 핵은 이전에 생각했던 것보다 질량이 더 가볍고 암흑 물질을 덜 함유하고 있을 수 있습니다. 새로운 결과는 Gaia 및 APOGEE 장비로 수집한 데이터에 대한 팀의 분석을 기반으로 합니다.

Gaia는 은하수 전체에 걸쳐 10억 개가 넘는 별의 정확한 위치, 거리 및 움직임을 추적하는 궤도 우주 망원경인 반면, APOGEE는 지상 기반 조사입니다. 물리학자들은 은하계에서 가장 먼 별들을 포함해 33,000개 이상의 별에 대한 가이아의 측정치를 분석하고 각 별의 "원형 속도", 즉 은하 중심으로부터 별까지의 거리를 고려하여 별이 은하계 원반에서 얼마나 빨리 회전하는지를 결정 했습니다. 과학자들은 회전 곡선을 생성하기 위해 거리에 대한 각 별의 속도를 표시했습니다. 회전 곡선은 은하 중심으로 부터 주어진 거리에서 물질이 얼마나 빨리 회전하는지를 나타내는 천문학의 표준 그래프입니다.

이 곡선의 모양은 과학자들에게 은하 전체에 가시 물질과 암흑 물질이 얼마나 많이 분포되어 있는지에 대한 아이디어를 제공할 수 있습니다. MIT 물리학과 조교수인 Lina Necib은 "우리가 보고 정말 놀랐던 것은 이 곡선이 일정 거리까지 평평하고 평평하게 유지되다가 갑자기 급격하게 변하기 시작했다는 것입니다."라고 말했습니다. "이것은 외부 별이 예상보다 약간 느리게 회전하고 있음을 의미하며 이는 매우 놀라운 결과입니다." 팀은 새로운 회전 곡선을 외부 별의 속도 저하를 설명할 수 있는 암흑 물질의 분포로 변환했으며 결과 지도가 예상보다 더 가벼운 은하 핵을 생성한다는 것을 발견했습니다.

즉, 은하수의 중심은 과학자들이 생각했던 것보다 밀도가 낮고 암흑 물질도 적을 수 있습니다. Necib은 "이로 인해 이 결과는 다른 측정과 긴장 관계가 됩니다."라고 말했습니다. "어딘가에서 수상한 일이 벌어지고 있는데, 그것이 어디에 있는지 알아내고 실제로 은하수에 대한 일관된 그림을 그리는 것은 정말 신나는 일입니다." 팀은 왕립천문학회 월간 공지 에 그 결과를 보고합니다 . Necib을 포함한 이 연구의 MIT 공동 저자는 첫 번째 저자인 Xiaowei Ou, Anna-Christina Eilers 및 Anna Frebel입니다.

MIT 물리학자들의 연구에 따르면 우리은하의 중력 핵은 이전에 생각했던 것보다 질량이 더 가볍고 암흑 물질이 덜 포함될 수 있다고 합니다. 출처: ESA/Gaia/DPAC, 편집: MIT News

'무(無) 속에서'

-우주의 대부분의 은하와 마찬가지로 은하수도 소용돌이 속의 물처럼 회전하며, 그 회전은 부분적으로 디스크 내에서 소용돌이치는 모든 물질에 의해 주도됩니다. 1970년대에 천문학자 베라 루빈(Vera Rubin)은 순전히 눈에 보이는 물질만으로는 움직일 수 없는 방식으로 은하가 회전한다는 것을 처음으로 관찰했습니다.

-그녀와 동료들은 별의 원형 속도를 측정한 결과 회전 곡선이 놀라울 정도로 평평하다는 사실을 발견했습니다. 즉, 별의 속도는 거리에 따라 감소하는 것이 아니라 은하 전체에서 동일하게 유지됩니다. 그들은 다른 유형의 보이지 않는 물질이 먼 별에 작용하여 별을 더 밀어붙이는 것이 틀림없다고 결론지었습니다.

회전 곡선에 대한 루빈의 연구는 암흑 물질의 존재에 대한 최초의 강력한 증거 중 하나였습니다. 암흑 물질은 우주의 모든 별과 기타 눈에 보이는 물질보다 더 큰 것으로 추정되는 눈에 보이지 않고 알려지지 않은 존재입니다. 그 이후로 천문학자들은 멀리 떨어진 은하계에서도 비슷한 평평한 곡선을 관찰해 왔으며, 이는 암흑 물질의 존재를 더욱 뒷받침해 왔습니다. 최근에야 천문학자들은 별을 이용해 우리 은하의 회전 곡선을 도표화하려고 시도했습니다.

Ou는 "은하 내부에 있을 때 회전 곡선을 측정하는 것이 더 어렵다는 것이 밝혀졌습니다."라고 말했습니다. 2019년 MIT 물리학과 조교수인 안나-크리스티나 에일러스(Anna-Christina Eilers)는 가이아 위성이 공개한 이전 데이터 배치를 사용하여 은하수의 회전 곡선을 도표화하는 작업을 했습니다. 해당 데이터 릴리스에는 은하 중심에서 25킬로파섹, 즉 약 81,000광년 떨어진 별이 포함되었습니다. 이러한 데이터를 바탕으로 Eilers는 은하수의 회전 곡선이 다른 멀리 떨어진 은하들과 유사하게 약간 감소하기는 하지만 평평한 것으로 나타났으며 추론에 따르면 은하계의 중심에는 높은 밀도의 암흑 물질이 있을 가능성이 높습니다.

그러나 망원경이 새로운 데이터 배치를 공개함에 따라 이러한 견해는 이제 바뀌었습니다. 이번에는 은하 중심에서 거의 100,000광년 떨어진 30킬로파섹에 달하는 별을 포함합니다. "이 거리에서 우리는 별이 희미해지기 시작하는 은하계의 가장자리에 바로 있습니다"라고 Frebel은 말합니다. "우리가 실제로는 무(無) 속에 있는 이 외부 은하계에서 물질이 어떻게 움직이는지 탐구한 사람은 아무도 없었습니다." 이상한 긴장감 Frebel, Necib, Ou 및 Eilers는 Gaia의 새로운 데이터에 뛰어들어 Eilers의 초기 회전 곡선을 확장하려고 했습니다.

Stars travel more slowly at Milky Way's edge: Galaxy's core may contain less dark matter than previously estimated

매사추세츠 공과대학 제니퍼 추(Jennifer Chu) 원형 속도를 계산하는 데 사용되는 33,335개 별의 은하 중심 XY 평면 지도(0.5kpc 저장소에 표시). 벡터는 각 빈에 있는 별의 평균 속도를 나타내며, 각 빈에 있는 별의 수에 따라 색상이 구분됩니다. 출처: 왕립천문학회 월간 공지 (2024). DOI: 10.1093/mnras/stae034 JANUARY 26, 2024

분석을 개선하기 위해 팀은 밝기, 온도, 원소 구성과 같은 은하수에 있는 700,000개 이상의 별에 대한 매우 상세한 특성을 측정하는 Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment(Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment)의 측정값으로 Gaia의 데이터를 보완했습니다. "우리는 이 모든 정보를 알고리즘에 입력하여 별의 거리를 더 잘 추정할 수 있는 연결을 학습하려고 합니다"라고 Ou는 설명합니다.

"그래서 우리는 더 먼 거리로 나아갈 수 있습니다." 팀은 33,000개 이상의 별에 대한 정확한 거리를 설정하고 이러한 측정을 사용하여 은하수 전체에 약 30킬로파섹에 걸쳐 흩어져 있는 별의 3차원 지도를 생성했습니다. 그런 다음 그들은 이 지도를 원형 속도 모델에 통합하여 은하계의 다른 모든 별의 분포를 고려할 때 하나의 별이 얼마나 빨리 이동해야 하는지 시뮬레이션했습니다. 그런 다음 그들은 은하수의 업데이트된 회전 곡선을 생성하기 위해 차트에 각 별의 속도와 거리를 표시했습니다. Necib은 "여기서 이상한 점이 생겼습니다."라고 말했습니다.

연구팀은 이전 회전 곡선처럼 완만하게 하락하는 대신 새로운 곡선이 바깥쪽 끝에서 예상보다 더 강하게 하락하는 것을 관찰했습니다. 이러한 예상치 못한 침체는 별들이 특정 거리까지 빠르게 이동할 수 있지만 가장 먼 거리에서는 갑자기 속도가 느려진다는 것을 암시합니다. 외곽의 별들은 예상보다 더 느리게 이동하는 것처럼 보입니다. 연구팀은 이 회전 곡선을 은하계 전체에 존재해야 하는 암흑 물질의 양으로 변환했을 때, 은하계의 핵에는 이전에 추정된 것보다 암흑 물질이 덜 포함되어 있을 수 있음을 발견했습니다 .

Necib은 "이 결과는 다른 측정값과 긴장 관계에 있습니다."라고 말했습니다. "이 결과를 실제로 이해하는 것은 깊은 영향을 미칠 것입니다. 이는 은하 원반 가장자리 바로 너머에 더 많은 숨겨진 질량이 있거나 우리 은하의 평형 상태에 대한 재검토로 이어질 수 있습니다. 우리는 높은 수준을 사용하여 다가오는 작업에서 이러한 답을 찾으려고 합니다. 은하수와 유사한 은하의 해상도 시뮬레이션."

추가 정보: Xiaowei Ou 외, 원형 속도 곡선에서 추론된 은하수의 암흑물질 프로파일, 왕립천문학회 월간 공지 (2024). DOI: 10.1093/mnras/stae034 저널 정보: 왕립천문학회 월간 공지 매사추세츠 공과대학 제공

https://phys.org/news/2024-01-stars-slowly-milky-edge-galaxy.html

메모 2401281754 나의 사고실험 qpeoms 스토리텔링

은하수내에 별의 원형 속도를 실측정한 결과, oms.vix.ain 키랄 회전 곡선이 놀라울 정도로 '평평하다는 사실'을 발견했다. 즉, 별의 속도는 거리에 따라 감소하는 것이 아니라, 은하 전체에서 동일하게 유지되었다. 이는 다른 유형의 보이지 않는 뭔가 알 수없는 핵심적 vixer, 2qixer 물질들이 먼 별들에 까지 작용하여 smolas(vixxer,qixxer)별들을 '더 밀어붙이는 것이 틀림없다'고 결론지었다. 허허. 뭔가 쪼가리들이 잘맞아 떨어지도다! 쩌어업!

그런데 vixerbar나 2qixerbar를 '암흑물질의 블랙홀'이라 불러야 하는지 약간 고민이 된다. 허허.

No photo description available.

-Like most galaxies in the universe, the Milky Way rotates like water in a whirlpool, and its rotation is driven in part by all the material swirling within the disk. In the 1970s, astronomer Vera Rubin first observed that galaxies rotate in ways that cannot be moved by purely visible matter.

-She and her colleagues measured the star's circular velocity and found that its rotation curve was surprisingly flat. That is, the speed of a star does not decrease with distance, but rather remains the same throughout the galaxy. They concluded that another type of invisible material must be acting on the distant star, pushing it further.

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Memo 2401281754 My thought experiment qpeoms storytelling

As a result of actual measurements of the circular velocities of stars in the Milky Way, it was discovered that the oms.vix.ain chiral rotation curve was surprisingly 'flat'. In other words, the star's speed did not decrease with distance, but remained the same throughout the galaxy. This suggests that another type of invisible, unknown core vixer, 2qixer material must be acting on distant stars to 'push' the smolas (vixxer, qixxer) stars further. haha. Some pieces fit together and fall apart! Wow!

However, I am a bit worried about whether vixerbar or 2qixerbar should be called a ‘black hole of dark matter’. haha.

Sample oms.vix.a (standard2)
2401030806
vix.a'6//vixx.a(b1,g3,k3,o5,n6)
b0acfd0000e0
000ac0f00bde
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e00d0c0b0fa0
f000e0b0dac0
d0f000cae0b0
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0f00d0e0bc0a

sample qoms (standard)
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0000001100
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2000000000
0010000001

sample pms (standard)
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00q00000000
0000q000000
000000q0000
00000000q00
0000000000q
0q000000000
000q0000000
00000q00000
0000000q000
000000000q0

Sample oss.base (standard)
zxdxybzyz
zxdzxezxz
xxbyyxzz
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca

.Dipole-dipole interactions: Observing a new clock systematic shift

쌍극자-쌍극자 상호작용: 새로운 시계 체계적 변화 관찰

작성자: Kenna Hughes-Castleberry, JILA 격자의 원자 쌍극자는 상호 작용하여 관찰 가능한 공간적으로 변하는 주파수 이동(파란색에서 빨간색으로 표시)을 생성합니다. 출처: Steven Burrows/Ye Group JANUARY 27, 2024

오늘 사이언스(Science) 에 발표된 새로운 연구에서 JILA와 NIST(국립 표준 기술 연구소) 연구원인 Jun Ye와 그의 연구팀은 가장 정밀한 시계인 원자 시계 내의 복잡하고 집단적인 광원자 상호 작용을 이해하는 데 중요한 진전을 이루었습니다. 우주에서. 연구자들은 입방 격자를 사용하여 쌍극자-쌍극자 상호 작용으로 인해 스트론튬-87 원자 배열 내에서 특정 에너지 이동을 측정했습니다.

원자 밀도가 높을 때 협력적인 Lamb 이동으로 알려진 이러한 mHz 수준의 주파수 이동이 분광학적으로 연구되었습니다. 이러한 변화는 공간적으로 연구되었으며 이 실험에서 개발된 이미징 분광학 기술을 사용하여 계산된 값과 비교되었습니다. 밀접하게 제한된 공간에 동일한 원자가 많이 존재하면 주변의 전자기 모드 구조가 수정되기 때문에 명명된 이러한 협력적 램 이동은 시계의 원자 수가 계속 증가함에 따라 중요한 요소입니다.

-논문의 두 번째 저자이자 JILA 대학원생인 William Milner는 "이 그리드에서 고밀도로 이러한 상호 작용을 이해하고 제어할 수 있다면 항상 그리드를 점점 더 크게 만들 수 있습니다"라고 설명합니다. "클럭 성능을 향상시키는 데 중요한 본질적으로 확장 가능한 기술입니다." 큐브의 시간 오랫동안 정밀도의 정점으로 여겨져 온 원자시계는 원자가 흡수하거나 방출하는 빛의 주파수를 측정하는 원리로 작동합니다.

이 시계의 각 틱은 프로빙 레이저의 해당 에너지에 의해 자극된 원자 내 전자의 양자 중첩 진동에 의해 제어됩니다. 레이저는 원자를 시계 상태라고 알려진 양자 상태로 여기시킵니다. 보다 전통적인 광학 격자 시계는 1차원 광학 격자를 사용하여 강하게 제한된 한 방향으로만 원자의 움직임을 억제하는 반면, 이 연구에 사용된 스트론튬 양자 가스 시계는 원자를 입방체 배열로 배치하여 모든 방향으로 원자를 가두었습니다.

3D 격자를 사용하는 것은 매력적인 시계 기하학이지만 원자의 초저온 양자 가스를 준비하고 조심스럽게 격자에 로드해야 합니다. Milner는 "그것은 더 복잡하지만 시스템이 더 많은 양자 특성을 특징으로 하기 때문에 몇 가지 독특한 이점을 가지고 있습니다"라고 설명합니다. 양자물리학에서는 입자의 공간적 배열이 입자의 행동에 결정적인 영향을 미칩니다.

균일성과 평형을 통해 입방 격자는 전례 없는 정밀도로 원자 상호 작용을 관찰하고 조작할 수 있는 통제된 환경을 만들었습니다. 쌍극자-쌍극자 상호작용 관찰 입방 격자를 사용하여 Ross Hutson(최근 JILA 박사 학위 취득), Milner 및 Ye 연구실의 다른 연구원들은 스트론튬 원자 사이의 쌍극자-쌍극자 상호 작용을 촉진하고 측정할 수 있었습니다. 일반적으로 무시할 정도로 작은 이러한 이동은 두 시계 상태가 중첩되어 준비될 때 쌍극자처럼 행동하는 원자 사이의 집단적 간섭으로 인해 발생합니다.

입방 격자 내 원자의 공간적 순서가 쌍극 결합에 영향을 주기 때문에 연구자들은 격자에 대한 시계 레이저의 각도를 조작하여 쌍극자 상호 작용을 증폭하거나 감소시킬 수 있습니다. 특별한 각도인 브래그 각도(Bragg angle)에서 작동하면서 연구원들은 강한 보강 간섭을 예상했고 그에 따라 더 큰 주파수 편이를 관찰했습니다. 협력적인 양고기 교대를 살펴보면 격자 내에서 더 강한 쌍극자-쌍극자 상호 작용이 발생하면서 연구원들은 이러한 상호 작용이 시계 시스템 전체에 걸쳐 국부적인 에너지 이동을 생성한다는 것을 발견했습니다.

이러한 에너지 이동 또는 협력적인 Lamb 이동은 일반적으로 감지하기 어려운 매우 작은 효과입니다. 입방 시계 격자와 같이 많은 원자가 그룹화되면 이러한 변화는 집합적인 일이 되며 새로 달성된 시계 측정 정밀도로 드러납니다. 통제하지 않으면 원자시계 의 정확성에 영향을 미칠 수 있습니다 . Milner는 "이러한 변화는 2004년에 처음에 [시계 정확도에 대해] 걱정할 미래적인 문제로 제안되었습니다"라고 덧붙였습니다.

"이제 [격자에 더 많은 원자를 추가할수록] 갑자기 관련성이 높아졌습니다." 마치 이러한 이동을 측정하는 것만으로는 충분히 흥미롭지 않은 것처럼, 훨씬 더 흥미로운 점은 연구원들이 협력적인 Lamb 이동이 격자 전체에 걸쳐 균일하지 않고 각 원자의 특정 위치에 따라 다양하다는 것을 확인했다는 것입니다. 이러한 국지적 변화는 클록 측정에 중요합니다. 이는 원자가 진동하는 주파수, 즉 클록의 '똑딱거림'이 격자의 한 부분에서 다른 부분으로 약간 다를 수 있음을 의미합니다.

협동적인 Lamb 교대의 이러한 공간적 의존성은 연구자들이 시간 유지 정확성을 향상시키기 위해 노력할 때 이해해야 할 중요한 체계적 변화입니다. Milner는 "이러한 변화를 측정하고 예측된 값과 일치하는지 확인함으로써 시계를 보다 정확하게 보정할 수 있습니다."라고 말합니다. 측정을 통해 팀은 협력적인 Lamb 이동과 격자 내 시계 프로브 레이저의 전파 방향 사이에 밀접한 연관성이 있음을 깨달았습니다.

-이 관계를 통해 그들은 "제로 크로싱"이 관찰되고 주파수 편이의 부호가 양수에서 음수로 전환되는 특정 각도를 찾을 수 있었습니다. JILA 대학원생 Lingfeng Yan은 "이것은 집단적 양 이동(바닥 상태와 들뜬 상태의 동일한 중첩)을 경험하지 않는 특별한 양자 상태 입니다."라고 설명합니다. 입방 격자에 대한 레이저 전파 각도와 협력적인 Lamb 이동 사이의 연결을 가지고 놀면서 연구원들은 이러한 에너지 이동에 대해 더욱 견고하도록 시계를 더욱 미세 조정할 수 있었습니다.

-다른 물리학 탐구 입방 격자 에서 이러한 쌍극자-쌍극자 상호 작용을 제어하고 최소화하는 것 외에도 JILA 연구원은 이러한 상호 작용을 사용하여 시계 시스템에서 다체 물리학을 탐구하기를 희망합니다. Milner는 이렇게 설명합니다. "상호작용하는 쌍극자가 있기 때문에 정말 흥미로운 물리학이 진행되고 있습니다. 따라서 Ross Hutson과 같은 사람들은 스핀 압착(양자 얽힘의 일종)을 위해 이러한 쌍극자-쌍극자 상호 작용을 잠재적으로 사용할 수 있는 아이디어를 가지고 있습니다. 더 좋은 시계를 만들어라."

추가 정보: Ross B. Hutson 외, 광학 원자 시계의 밀리헤르츠 수준 협력 Lamb 이동 관찰, Science (2024). DOI: 10.1126/science.adh4477 저널 정보: 과학 JILA 제공

https://phys.org/news/2024-01-dipole-interactions-clock-systematic-shift.html

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메모 2401282019 나의 사고실험 qpeoms 스토리텔링

qpeoms 격자 구조에서 고밀도로 이러한 상호 작용을 이해하고 제어할 수 있어, msbase.oss를 점점 더 우주 크기만큼 만들 수 있다. 우주의 시계를 아원자 단위 움직임까지 향상시키는 데 매우 중요한 본질적으로 중요한 알고리즘이다. 허허.

쌍극자 2qixer에서는 우주의 에너지가 중첩하는 1+1=2,1-1=0는 oms.vix.ain의 무한대 변는 원에 가까운 한붓긋기 다중우주 시계는 msbase이다. msbase.oss도 oser.xyz.abs 0,2로 인하여 msbase는 2^n을 통해 무한 확장이 가능하다. 허허.

No photo description available.

- William Milner, second author of the paper and JILA graduate student, explains, "If you can understand and control these interactions at high densities on this grid, you can always make the grid bigger and bigger." “It is an inherently scalable technology that is important for improving clock performance.” Cube Time Long considered the pinnacle of precision, atomic clocks work on the principle of measuring the frequencies of light absorbed or emitted by atoms.

-This relationship allowed them to find the specific angle at which a “zero crossing” is observed and the sign of the frequency shift switches from positive to negative. “This is a special quantum state that does not experience collective quantum shifts (equal superposition of ground and excited states),” explains JILA graduate student Lingfeng Yan. By playing with the connection between the laser propagation angle relative to the cubic lattice and the cooperative Lamb movement, the researchers were able to further fine-tune the clock to be more robust against these energy movements.

- Exploring other physics In addition to controlling and minimizing these dipole-dipole interactions in cubic lattices, JILA researchers hope to use these interactions to explore many-body physics in clock systems. Milner explains: “There’s some really interesting physics going on because there are interacting dipoles, so people like Ross Hutson have the idea of potentially using these dipole-dipole interactions for spin squeezing (a type of quantum entanglement). “Make a better watch.”

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Memo 2401282019 My thought experiment qpeoms storytelling

Being able to understand and control these interactions at high density in the qpeoms lattice structure allows msbase.oss to become increasingly space-sized. It is a fundamentally important algorithm that is very important in improving the universe's clock to subatomic movements. haha.

In the dipole 2qixer, the energy of the universe overlaps 1+1=2,1-1=0, and the infinity side of oms.vix.ain is a stroke close to a circle. The multiverse clock is msbase. Because msbase.oss also has oser.xyz.abs 0,2, msbase can be infinitely expanded through 2^n. haha.

sample qoms (standard)
0000000011=2,0
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0000001100
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sample pms (standard)
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Sample oss.base (standard)
zxdxybzyz
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xxbyyxzz
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca