Temná hmota není vidět. Prozradí ji jen čočkování
Název temná hmota vzbuzuje představy o jakési zákeřné tajemné látce. Jedinou zákeřností je však její přímá neviditelnost jakoukoliv dostupnou technologií. Naštěstí se projevuje gravitačním čočkováním a dává nám šanci zmapovat svoje rozložení.
Náznaky o existenci temné hmoty byly objeveny už ve třicátých letech astronomy Janem Oortem při studiu hvězd v blízkém galaktickém okolí a rok na to švýcarským astronomem Fritzem Zwickym, který pozoroval kupy galaxií. Zjistil, že pokud mají být všechny známé fyzikální zákony platné, hmotnost kupy galaxií je 400 krát větší než hmotnost všech galaxií v kupě, které pozorujeme. Z nesouladu v hmotnostech se začalo uvažovat nad existencí jakési neviditelné formy hmoty.
Temná hmota byla potvrzena teprve nedávno
Samotné potvrzení existence temné hmoty se odehrálo v sedmdesátých letech, kdy byla pozorována rotace galaxií. Ta se ukázala být totožnou pro různé druhy galaxií, což lze vysvětlit tím, že všechny galaxie sedí v sférickém halu temné hmoty.
Dnes se obecně má za to, že temná hmota tvoří 83 % hmotného vesmíru a z celkové hmotnosti a energie vesmíru tvoří 23 % (v tomto případě běžně známá hmota tvoří 4,6 % celkové hmotnosti a energie vesmíru a zbytek, 72 %, připadá na temnou energii).
Gravitační projevy
Fakt, že více než tři čtvrtiny hmotného vesmíru jsou tvořeny temnou hmotou nám nahrává na smeč, jelikož hmotné objekty gravitačně interagují. Jsou-li dostatečně hmotné, dokážou dokonce ovlivnit dráhu světla. Tento efekt je předpovězen obecnou teorií relativity. Předpokládá se, že dostatečně hmotné objekty na popředí umí ohnout světlo z objektu na pozadí, který se pak objeví jako několikanásobný obraz nebo jako Einsteinovy prstence.
Pokud efekt není dostatečně silný, nevytvoří se obraz objektu v pozadí, ale jeho pokroucený obraz. Modelováním pokroucených galaxií jsme schopni odhadnout hmotnost ‘čočkujícího’ objektu. Díky tomuto efektu můžeme modelovat rozložení temné hmoty v okolním vesmíru.
Jak se tvoří mapa neviditelného?
Měření pokroucených objektů rozhodně není snadné, neboť většina vzdálených galaxií, které umíme pozorovat, je sotva větší než pixel na CCD kameře dalekohledu.
Jakákoliv změna tvaru je velmi těžko detekovatelná. I přes takové znesnadnění měření byl tým astronomů pracující na Canada-France-Hawaii Telescope (CFHT) schopen za posledních pět let získat snímky deseti tisíc galaxií a rekonstruovat jejich pokroucené tvary.
Pomocí znalosti slabých efektů gravitačního čočkování byla sestavena mapa temné hmoty, která zachycuje vesmírnou síť v celé své kráse.
Úvodní foto: Isifa (fotografie temné hmoty pořízená Hubbleovým teleskopem)
