Kostlivci ve vesmíru aneb Na stopě temné hmotě

Vesmírná temná hmota je stále obrovskou záhadou. Je neviditelná a ve vesmíru je rozložena nerovnoměrně. Po jejích stopách se pátrá už od roku 1933…

Kostlivci ve vesmíru aneb Na stopě temné hmotě

O existenci tajemné substance známé jako temná hmota už dnes téměř nikdo z vědeců nepochybuje. Temné hmotě jsme na stopě už od první poloviny dvacátého století, kdy bylo pomocí ní vysvětleno chování kup galaxií. Od té doby naše znalosti o evoluci vesmíru značně pokročily a dneska už víme, že hmota ve vesmíru není rozložena rovnoměrně. To všechno ale víme z pozorování zářících objektů. Co na to temná hmota?

UŽ JSME PSALI: Chování temné hmoty opět zmátlo astronomy. Vůbec jí nerozumí

Vesmírná koupel

Naše představa o rozložení hmoty – té zářící i temné – ve vesmíru je docela jasná. Vesmír se podle všeho chová asi jako pěna v koupeli. Existují v něm bubliny, kde je ‘prázdno’ ale i místa s vyšší hustotou, stěny bublin nebo vesmírná kostra, kde se nachází galaxie, prach, plyn a samozřejmě i temná hmota. Takovou představu nám ostatně potvrzujou i pozorování galaxií, která byla pořízena kupříkladu v rámci projektu Sloan Digital Sky Survey (SDSS; Sloanova digitální prohlídka oblohy). Jedna věc je ale pozorování viditelné hmoty, a druhá je pozorování neviditelného.

Stejně jako se bubliny v koupeli setkávají a dotýkají na některých místech, setkávají se i bubliny vesmírného materiálu. Tam, kde se bubliny setkají, se nachází kupa galaxií ponořená do horkého plynu, který umíme pozorovat v rentgenové části spektra.

Cestování v čase: sci - fi, nebo realita?

Problém je ve stěnách vesmírných bublin. V nich se kupy galaxií a ani jiné zářící objekty nevyskytují, měla by je tvořit právě temná hmota, kterou je nesmírný problém pozorovat. V podstatě nejpřímějším a nejspolehlivějším způsobem její detekce se ukazuje slabé gravitační čočkování.

 

Gravitační čočky

Gravitační čočkování může být takové, že silně ohýbá a deformuje světlo z objektu v pozadí, který je zastínen hmotným objektem v popředí. Takto funguje silné gravitační čočkování. Pro detekci filamentů (vláken) vesmírné sítě je mnohem důležitější slabé gravitační čočkování, které neumožňuje rozlišit jeden zdroj v pozadí, ale přesto ze statistických odhadů dokáže odhadnout rozložení objektů v pozadí a hmotnost čočky. Jako objekty v pozadí v tomto případě posloužily galaxie náležící kupě galaxií, která je od nás vzdálenější, která poskytla statisticky dostatečně velký vzorek několik tisíc galaxií pro studium čočkovacího efektu.

UŽ JSME PSALI: Temná hmota není vidět. Prozradí ji jen čočkování 

Pavučina odhalena

Studie se zaměřila na dvojitou superkupu galaxií Abell 222/223. Systém se ve skutečnosti skládá ze třech kup galaxií, A 222, A223-N  a A223-S (severní a jižní komponent). Rudý posuv systému je 0,21.

Pokud bychom se dostatečně dobrým dalekohledem koukali na obě kupy galaxií, jevily by se nám od sebe vzdálené 14 úhlových vteřin, což odpovídá vzdálenosti 18 megaparsků (nebo také rozdílu 0,005 v rudém posuvu).

Osm největších astrofyzikálních záhad současnosti

Pozorování samotné bylo poměrně překvapivé, neboť model napovídal hmohem nižší hustotu materiálu, než byla pozorována. Vysvětlení nesrovnalosti je poměrně jednoduché, zjevně se koukáme skrz delší osu filamentu, která se nám jednoduše promítá jako hustější.

Pozorování v rentgenové části spektra potvrdilo i fakt, že se nejedná pouze o zvýšenou hustotu horkého plynu. Skutečně jde o filament temné hmoty a právě jeho dobrá orientace pomohla k detekci. Jedná se velmi silný důkaz toho, že naše představy o uspořádání galaxií ve vesmíru jsou správné.

Procházka vesmírem

Podívejte se na video Millenium simulation, jednu z nejkomplexnějších simulací velkoškálové vesmírné struktury. Různé barvy ukazují na různou hustotu hmoty. Žlutá symbolizuje místa s nejvyšší hustotou, kde se nachází kupy galaxií a slabě růžová jsou filamenty. Zdroj MPIA Garching/Virgo consorcium.

MOHLO BY VÁS ZAJÍMAT:

Související články

Jsme na Facebooku

Večer v TV

Celý program

REKLAMA

Přihlášení k odběru newsletteru

Přihlaste se k odběru našeho newsletteru a neuniknou vám žádné novinky z webu i časopisu National Geographic.