{{위키데이터 속성 추적}}
'''뾰족한 헤일로 문제'''({{llang|en|Cuspy halo problem}}) 혹은 '''핵-돌기 문제'''({{llang|en|core-cusp problem}})는 질량이 작은 은하에서 추론한 [[암흑물질]] 밀도 윤곽과 {{임시링크|N체 시뮬레이션|en|N-body simulation|label=N체 우주론 시뮬레이션}}에서 예측되는 밀도 윤곽이 일치하지 않는 문제를 나타낸다. 거의 모든 시뮬레이션에서 암흑물질 헤일로는 중심 반경이 작아질수록 밀도가 가파르게 상승하는 형태의 "뾰족한" 암흑물질 분포를 가지지만, 대부분의 [[왜소 은하]]에서 관측되는 [[은하의 회전 곡선|회전 곡선]]은 이들의 중심이 평탄한 암흑물질 밀도 윤곽의 "핵"으로 되어있다는 사실을 암시한다.<ref name="1번 각주"/><ref name="2번 각주"/>

핵-돌기 문제에 대해서 가능한 해법이 몇 가지 제안된 바 있다. 여러 최신 연구에 의하면, [[초신성]]과 [[활동은하핵]] 같은 [[중입자]] 피드백을 포함하면 은하의 중심 암흑물질 윤곽이 평탄해질 수 있다. 피드백이 유발하는 가스 분출이 시간에 따라 변화하는 [[중력 퍼텐셜]]을 생성하여 비충돌성 암흑물질 입자의 [[궤도]]에 에너지를 전달하기 때문이다.<ref name="3번 각주"/><ref name="4번 각주"/> 핵-돌기 문제는 다른 연구에 의하면 [[차가운 암흑물질]] 패러다임에서 벗어남으로써 해결할 수도 있다. [[따뜻한 암흑물질]]이나 {{임시링크|자체 상호작용 암흑물질|en|Self-interacting dark matter|label=자체적으로 상호작용하는}} 암흑물질을 사용한 시뮬레이션 역시 질량이 작은 은하에서 밀도 윤곽이 평탄한 암흑물질 핵을 생성할 수 있다.<ref name="5번 각주"/><ref name="6번 각주"/> 계의 에너지를 최소화하는 암흑물질 분포가 평탄한 중심 밀도 윤곽을 가질 수도 있다.<ref name="7번 각주"/>

== 시뮬레이션과 관측 ==

빌럼 얀 헤이르트 더블록({{llang|nl|Willem Jan Geert de Blok}})에 의하면 "차가운 암흑물질(CDM) 헤일로 중앙 돌기의 존재는 N체 우주론 시뮬레이션이 이끌어낸 가장 이르고 강력한 성과"이다.<ref name="8번 각주"/> CDM 구조 생성을 다루는 수치 시뮬레이션은 천문 관측과 상충하는 구조 특성을 몇 가지 예측한다.

관측이 시뮬레이션과 일치하지 않는 부분은 [[은하]]에서 [[은하단]]을 아우른다. 람 후이({{llang|en|Lam Hui}})에 의하면 "많은 이목을 끌었던 주요한 문제는 뾰족한 헤일로 문제, 즉 차가운 암흑물질 모형이 관측에 비해 지나치게 가파른 고밀도 핵이나 내부 윤곽을 가지는 헤일로를 예측한다는 것이다."<ref name="9번 각주"/>

== 가능한 해법 ==

수치 시뮬레이션과 [[천체관측|천문 관측]]이 상충하는 것은 핵/돌기 문제와 관련해서 수치적인 제약을 낳았다. 헤일로 응축에 관하여 관측이 내놓는 제약은 우주론 변수에 관한 이론적인 제한이 존재한다는 것을 의미했다. {{임시링크|스테이시 맥고|en|Stacy McGaugh|label=맥고}}와 바커와 더블록<ref name="10번 각주"/>에 의하면 헤일로 응축의 한계를 해석할 여지로는 기본적으로 세 가지가 있다.

# 차가운 암흑물질 헤일로는 돌기형이어야 하므로 정해진 한계가 우주론 변수에 관한 새로운 제약을 제공한다.<ref name="11번 각주"/>
# 예컨대 피드백이나 암흑물질의 성질에 수정이 필요한 부분 같은 무언가가 돌기를 없애기 때문에 우주론에 제약을 건다.<ref name="12번 각주"/>
# 차가운 암흑물질 시뮬레이션에서 제안된 헤일로 형성 그림이 잘못되었다.

[[은하 헤일로]]에서 돌기-핵 문제를 해결하는 한 가지 접근법은 암흑물질의 성질을 수정한 모델을 고려하는 것이다. 연구자들은 따뜻한 암흑물질, {{임시링크|흐릿한 차가운 암흑물질|en|fuzzy cold dark matter|label=흐릿한 암흑물질}}, 자체 상호작용 암흑물질, {{임시링크|메타 차가운 암흑물질|en|Meta-cold dark matter}} 등의 가능성을 고려하기도 하였다.<ref name="13번 각주"/> 한 가지 직관적인 해결책은 계의 에너지를 최소화하는 암흑물질 분포가 평탄한 중심 밀도 윤곽을 가진다는 것이다.<ref name="7번 각주"/>

== 같이 보기 ==
* {{임시링크|왜소 은하 문제|en|Dwarf galaxy problem}} (일명 "잃어버린 위성 은하 문제")
* [[물리학의 미해결 문제 목록]]

== 각주 ==
{{각주|refs=

<ref name="1번 각주">{{저널 인용|last1=Moore|first1=Ben|title=Evidence against dissipation-less dark matter from observations of galaxy haloes|journal=Nature|date=August 1994|volume=370|issue=6491|pages=629–631|doi=10.1038/370629a0|display-authors=etal|bibcode = 1994Natur.370..629M |s2cid=4325561}}</ref>

<ref name="2번 각주">{{저널 인용|last1=Oh|first1=Se-Heon|title=High-resolution Mass Models of Dwarf Galaxies from LITTLE THINGS|journal=The Astronomical Journal|date=May 2015|volume=149|issue=6|pages=180|display-authors=etal|arxiv=1502.01281|bibcode = 2015AJ....149..180O |doi = 10.1088/0004-6256/149/6/180 |s2cid=1389457}}</ref>

<ref name="3번 각주">{{저널 인용|last1=Navarro|first1=Julio|title=The cores of dwarf galaxy haloes|journal=MNRAS|date=December 1996|volume=283|issue=3|pages=L72–L78|doi=10.1093/mnras/283.3.l72|display-authors=etal|arxiv = astro-ph/9610187 |bibcode = 1996MNRAS.283L..72N }}</ref>

<ref name="4번 각주">{{저널 인용|last1=Pontzen|first1=Andrew|title=How supernova feedback turns dark matter cusps into cores|journal=Nature|date=2012|volume=421|issue=4|pages=3464–3471|doi=10.1111/j.1365-2966.2012.20571.x|display-authors=etal|arxiv = 1106.0499 |bibcode = 2012MNRAS.421.3464P |s2cid=26992856}}</ref>

<ref name="5번 각주">{{저널 인용|last1=Lovell|first1=Mark|title=The haloes of bright satellite galaxies in a warm dark matter universe|journal=MNRAS|date=March 2012|volume=420|issue=3|pages=2318–2324|doi=10.1111/j.1365-2966.2011.20200.x|display-authors=etal|arxiv = 1104.2929 |bibcode = 2012MNRAS.420.2318L |s2cid=53698295}}</ref>

<ref name="6번 각주">{{저널 인용|last1=Elbert|first1=Oliver|title=Core formation in dwarf haloes with self-interacting dark matter: no fine-tuning necessary|journal=MNRAS|date=October 2015|volume=453|issue=1|pages=29–37|doi=10.1093/mnras/stv1470|display-authors=etal|arxiv = 1412.1477 |bibcode = 2015MNRAS.453...29E }}</ref>

<ref name="7번 각주">{{저널 인용|last=Runstedtler|first=Allan|date=November 2018|title=A model for the mass and distribution of particles in dark matter halos|journal=Canadian Journal of Physics|volume=96|issue=11|pages=1178–1182|doi=10.1139/cjp-2017-0804|issn=0008-4204|bibcode=2018CaJPh..96.1178R}}</ref>

<ref name="8번 각주">{{저널 인용|author1=de Blok |author2=W. J. G. |title=The core-cusp problem|year=2009|arxiv=0910.3538|bibcode = 2010AdAst2010E...5D |doi = 10.1155/2010/789293 |volume=2010 |journal=Advances in Astronomy |pages=1–14|s2cid=55026264 |doi-access=free }}</ref>

<ref name="9번 각주">{{저널 인용|author=Hui, L.|title=Unitarity Bounds and the Cuspy Halo Problem|journal=Phys. Rev. Lett.|year=2001|volume=86|issue=16|pages=3467–3470|arxiv=astro-ph/0102349|bibcode = 2001PhRvL..86.3467H |doi = 10.1103/PhysRevLett.86.3467|pmid=11328000|s2cid=22259958}}</ref>

<ref name="10번 각주">{{저널 인용|author1=McGaugh, S.S. |author2=Barker, M.K. |author3=de Blok, W.J.G. |title=A limit on the cosmological mass density and power spectrum from the rotation curves of low surface brightness galaxies|journal=The Astrophysical Journal|date=Feb 20, 2003|volume=584|issue=2 |pages=566–576|arxiv = astro-ph/0210641 |bibcode = 2003ApJ...584..566M |doi = 10.1086/345806 |s2cid=14888119 }}</ref>

<ref name="11번 각주">{{저널 인용|author1=Valenzuela, O. |author2=Rhee, G. |author3=Klypin, A. |author4=Governato, F.,Stinson, G. |author5=Quinn, T.|author5-link=톰 퀸 (천체물리학자) |author6=Wadsley, J. |title=Is There Evidence for Flat Cores in the Halos of Dwarf Galaxies? The Case of NGC 3109 and NGC 6822|journal=The Astrophysical Journal|date=Feb 20, 2007|volume=657|issue=2 |pages=773–789|arxiv = astro-ph/0509644 |bibcode = 2007ApJ...657..773V|doi = 10.1086/508674 |s2cid=14206466 }}</ref>

<ref name="12번 각주">{{저널 인용|author1=Governato, F. |author2=Brook, C. |author3=Mayer, L. |author4=Brooks, A.,Rhee, G. |author5=Jonsson, P. |author6=Willman, B. |author7=Stinson, G. |author8=Quinn, T. |author9=Madau, P. |title=Bulgeless dwarf galaxies and dark matter cores from supernova-driven outflows|journal=Nature|date=Jan 20, 2010|volume=463|issue=7278 |pages=203–206|arxiv = 0911.2237 |bibcode = 2010Natur.463..203G|doi = 10.1038/nature08640 |pmid=20075915|s2cid=4411280 }}</ref>

<ref name="13번 각주">{{저널 인용|author1=McGaugh, S.S. |author2=de Blok, W.J.G. |author3=Schombert, J.M. |author4=Kuzio de Naray, R. |author5=Kim, J.H. |title=The rotation velocity attributable to dark matter at intermediate radii in disk galaxies|journal=The Astrophysical Journal|volume=659|issue=1 |date=April 10, 2007|pages=149–161|arxiv = astro-ph/0612410 |bibcode = 2007ApJ...659..149M |doi = 10.1086/511807 |s2cid=15193438 }}</ref>

}}

{{암흑물질}}

[[분류:암흑물질]]
[[분류:물리학의 미해결 문제]]