Sciencemag.cz
Doporučujeme
Oblaka temné hmoty zřejmě obklopují i malé galaxie. Podporuje to představu o chladné temné hmotě, částicích, které se pohybují nízkými rychlostmi.
Astronomové až dosud dokázali zaznamenat shluky temné hmoty pouze kolem velkých a středních galaxií. Převládající představa o temné hmotě ovšem vychází z toho, že její částice se pohybují pomalu (jsou „chladné“, cold), což jim usnadňuje shlukování. Příslušné útvary temné hmoty by měly mít různé velikosti, malé stejně jako velké. Protože ale malé shluky temné hmoty až dosud nebyly nalezeny, větší pozornost se věnovala i konkurenční teorii předpokládající horkou temnou hmotu (warm). Problém je ovšem i v tom, že eventuální malé shluky temné hmoty je obtížné detekovat.
Nové výsledky se přiklánějí právě k této verzi: i menší galaxie jsou obklopeny shluky temné hmoty, problém je (respektive dosud byl) pouze observační. Což zase znamená argument pro převládající model s chladnou temnou hmotou. Tyto výsledky byly získány v datech z Hubbleova vesmírného dalekohledu. To, jak se v důsledku efektu gravitační čočky deformuj pohyb světla ze vzdálených kvazarů, má odpovídat i malým shlukům temné hmoty. Takže na jedné straně existují útvary temné hmoty řádově statisíckrát hmotnější než Mléčná dráha, tak zřejmě i malé „kousky“ odpovídající hmotnosti běžných objektů lidského světa (letadlo apod.). A různé galaxie by pak měly být zakotveny do shluků temné hmoty celkem stejně, bez ohledu na svůj typ a velikost.
Závěrem studie má být také to, že temná hmota je ještě chladnější, než předpokládala i samotná „chladná“ teorie.
Samotnou podstatou metody bylo pozorování světla vyzařovaného kvasary (aktivní oblasti kolem černých děr j jádrech galaxií, které vyzařují velké množství záření – tj. září plyn rychle obíhající černou díru). Autoři výzkumu si vybrali kvasary, které od nás dělí nějaká masivní galaxie fungující jako gravitační čočka. Všechny kvasary byly od Země vzdáleny asi 10 miliard světelných let, čočkující galaxie pak asi 2 miliardy. Konkrétně vědci sledovali světlo emitované kyslíkem a neonem, a to v infračervené oblasti – pozemská atmosféra tuto část spektra pohlcuje, proto byl k pozorování třeba Hubbleův vesmírný dalekohled na oběžné dráze.
Jeden z členů výzkumného týmu, Daniel Gilman z University of California v Los Angeles, uvedl, že galaxie mezi námi a kvasary fungovaly jako lupa; zvolených 8 kvasarů bylo s galaxiemi zarovnáno vůči nám tak přesně, že že všechny vytvořily čtyřnásobné obrazy. Malé shluky temné hmoty se pak na pozorovaných datech projevily tak, jako by na takové lupě byly praskliny, příslušné 4 obrazy pak měnily polohy i jasnost (viz obrázek výše). Podařilo se takto najít i shluky, které jsou desetitisíckrát až statisíckrát menší než předpokládané množství temné hmoty v Mléčné dráze. V řadě těchto shluků podle všeho nejsou ani malé galaxie a jinými metodami (např. hledání „vnořených hvězd“ – embedded stars) by je nešlo detekovat vůbec.
O samotné povaze částic tvořících temnou hmotu ovšem výsledky nevypovídají nic a vlastně nejde ani o přímý důkaz její existence.
Daniel Gilman, et al. Warm dark matter chills out: constraints on the halo mass function and the free-streaming length of dark matter with 8 quadruple-image strong gravitational lenses. DOI: 10.1093/mnras/stz3480 . arXiv:1908.06983v4 [astro-ph.CO]: https://arxiv.org/abs/1908.06983
Zdroj: ESA, Hubble Information Centre/Phys.org
