Sciencemag.cz
Doporučujeme
Astronomové analyzovali značně nepřehlednou srážku dvou masivních kup galaxií, při níž se obrovská oblaka temné hmoty kupy oddělila (měla oddělit) od hmoty normální. Každá z těchto dvou kup obsahuje tisíce galaxií a nacházejí se miliardy světelných let od Země. Temná hmota tu normální předběhla. Nová pozorování jsou první, která přímo zkoumají rozdělení temné a normální hmoty podle rychlosti.
Kupy galaxií patří k největším strukturám ve vesmíru, které jsou udržovány gravitační silou. Jejich srážky jsou nejenergetičtějším známým jevem od dob velkého třesku.
Během gravitačních interakcí, které se odehrály mezi kupami, souhrnně označovanými MACS J0018.5+1626, zůstaly samotné jednotlivé galaxie z velké části nepoškozeny, protože mezi nimi existuje dostatek volného prostoru. Když se však obrovské zásoby plynu mezi galaxiemi (normální hmota) srazily, plyn se rozbouřil a přehřál.
Zatímco veškerá hmota, včetně normální i temné hmoty, na sebe vzájemně působí prostřednictvím gravitace, normální hmota na sebe působí také prostřednictvím elektromagnetismu, který ji při srážce zpomaluje (poznámka PH: proč?). Normální hmota se proto podle nové studie zastavila, temná hmota v každém shluku postupovala dál rychleji.
Objev byl učiněn na základě dat z Caltech Submillimeter Observatory (která byla nedávno odstraněna z Maunakea na Havaji a bude přemístěna do Chile), observatoře W.M. Kecka na Maunakea, rentgenové observatoře NASA Chandra, Hubbleova vesmírného dalekohledu NASA, nyní již vyřazené Herschelovy vesmírné observatoře Evropské vesmírné agentury, observatoře Planck a experimentu submilimetrového dalekohledu Atacama v Chile. Některá pozorování byla provedena před několika desetiletími, zatímco kompletní analýza s využitím všech datových souborů proběhla v posledních několika letech.
Oddělení temné a normální hmoty bylo pozorováno již dříve, nejznámější je případ kupy galaxií Bullet. V případě srážky kup galaxií MACS J0018.5+1626 je ale orientace kup jinak natočená vzhledem k Zemi. Jedna z velmi hmotných kup v MACS J0018.5 letí téměř přímo k Zemi, zatímco druhá se řítí pryč. Tato orientace poskytla vědcům jedinečný pozorovací bod, z něhož mohli poprvé zmapovat rychlost temné i normální hmoty a objasnit, jak se od sebe obě složky během srážky kup galaxií oddělují. Před srážkou se kupy vůči sobě pohybovaly rychlostí přibližně 3 000 km/s, tj. asi 1 % rychlosti světla.
Studie by se podle svých autorů výchozím bodem k podrobnějšímu studiu podstaty temné hmoty.
Emily M. Silich et al, ICM-SHOX. I. Methodology Overview and Discovery of a Gas–Dark Matter Velocity Decoupling in the MACS J0018.5+1626 Merger, The Astrophysical Journal (2024). DOI: 10.3847/1538-4357/ad3fb5
Zdroj: California Institute of Technology / Phys.org
