Sciencemag.cz
Doporučujeme
Nový matematický model má umožňovat popsat chování temné hmoty kolem nejmenších galaxií. Z titulku samozřejmě nikdo kromě specialistů asi nebude zrovna moudrý, o co tedy jde? Podle studie publikované ve Physical Review Letters gravitační pole vytvářené temnou hmotou kolísá, takže se zřejmě bude chovat složitěji (poznámka PH: i když samozřejmě můžeme stále pochybovat i o vlastní existenci temné hmoty).
Co se vlastně o temné hmotě předpokládá? Galaxie jsou obklopeny oblaky (halo) temné hmoty mnohem objemnějšími, než je vlastní velikost galaxií. O částicích temné hmoty, kromě toho, že interagují pouze gravitačně, předpokládáme, že se pohybují relativně nízkými rychlostmi, proto je galaxie mohou zadržet.
O hmotnosti částic temné hmoty existuje řada teorií, může jít o různé druhy částic. Z toho mj. vyplývá, že se velmi může lišit škála, kde se projevují kvantové vlastnosti těchto částic – vlnová délka (onen s oblibou uváděný paradox: co je lehké, je velké).
Dmitrij Levkov z Institutu pro jaderný výzkum Ruské akademie věd z Institutu pro jaderný výzkum Ruské akademie věd a jeho kolegové nyní uvádějí, že pokud by částice temné hmoty byly dostatečně lehké, mohou se kolem malých galaxií vyskytovat ve formě Bose-Einsteinova kondenzátu; tedy ještě za předpokladu, že by částice temné hmoty byly bosony. (Bosony: částice s celočíselným spinem, pro něž neplatí Pauliho vylučovací princip; Bose-Einsteinův kondenzát: bosony blízko absolutní nuly „splývají“ a kvantové jevy se pak mohou pozorovatelně vyskytovat i ve větších měřítkách.)
Lehké částice temné hmoty v podobě B-E kondenzátu by mohly vytvářet kolem malých galaxií kulovité kapky, tzv. Boseho hvězdy. D. Levkov tvrdí, že gravitační působení by stačilo na vytvoření takových útvarů – dostatečně rychle vzhledem k tomu, jak dlouho trvá vesmír. Podle jiných, starších teorií by B-E kondenzát temné hmoty a Boseho hvězdy měly vznikat v raných fázích vesmíru, ještě předtím, než se utvořily první galaxie (poznámka PH: samozřejmě nevíme jak, ani zda je to teoreticky vůbec možné). Nová studie tvrdí, že to není nutné.
Co by z toho všeho mohlo vyplývat pozorovatelného? Boseho hvězdy by prý mohly vytvářet prudké rádiové záblesky, pro něž jinak nemáme vysvětlení. Lehké částice temné hmoty, (hypotetické) axiony, totiž interagují velmi slabě s elektromagnetickým polem a mohou se rozpadat na fotony; tento efekt je sice velmi slabý, ale v Boseho hvězdě může být zesílen až na pozorovatelnou úroveň.
D. G. Levkov et al, Gravitational Bose-Einstein Condensation in the Kinetic Regime, Physical Review Letters (2018). DOI: 10.1103/PhysRevLett.121.151301 a další
Zdroj: Phys.org
Poznámky PH: Laik z toho asi zase může být těžko moudrý. Jak je taková Boseho hvězda velká, jak velkou může mít hmotnost?
