Hubble „viděl“ prstenec temné hmoty

Kupa ZwCL0024+1652 (označovaná také CL0024+17) leží ve vzdálenosti 5 miliard sv.l. od Země. Prstenec, který má průměr 2,6 miliónů sv.l., byl objeven neočekávaně během mapování temné hmoty uvnitř kupy galaxií.

Astronomové jsou již dlouho přesvědčeni, že neviditelná temná hmota je zdrojem další gravitace, která drží kupy galaxií pohromadě. Kdyby kupy galaxií spoléhaly jen na gravitaci svých viditelných hvězd, už by se dávno rozpadly.

„To je poprvé, co jsme objevili temnou hmotu s jedinečnou strukturou, rozdílnou od té v plynu a v galaxiích v kupě,“ řekl astronom M. James Jee (Johns Hopkins University, USA), člen týmu, který objevil prstenec temné hmoty. „Zpočátku, když jsem uviděl prstenec, tak jsem byl znepokojený. Myslel jsem si, že je to úkaz, který znamená chybu při přenosu dat,“ vysvětlil Jee. „Dokonce i po mnoha opakováních jsem pořád nemohl uvěřit svému výsledku. Díval jsem se už na mnoho kup, ale nikdy dřív jsem neviděl něco takového.“

„Ačkoliv neviditelná hmota byla nalezena již dříve v jiných kupách galaxií, nikdy nebyla temná hmota objevena tak výrazně oddělená od horkého plynu a galaxií, které tvoří kupu galaxií,“ pokračoval Jee. Astronomům to umožní studovat, proč se temná hmota chová jinak než hmota „normální“. V době analýzy temné hmoty zpozorovali v této „záhadné substanci“ vlnění, cosi jako čeření v rybníku, když kamen žbluňkne do vody.

Jee na základě předchozích výzkumů navrhl, že prstenec vznikl při nárazu jedné kupy do druhé asi před 1 až 2 miliardami let. Práce publikovaná v roce 2002 Oliverem Czoskem (Argelander-Institut für Astronomie, University Bonn) byla založena na spektroskopickém pozorování a vytvoření 3D struktur kup galaxií. Byly odhaleny dvě odlišná seskupení kup galaxií, ukazujících na srážku mezi oběma kupami. Při pohledu ze Země se podle astronomů v tomto případě muselo jednat o čelní srážku, aby temná hmota vytvořila strukturu, vypadající jako prstenec.

Tým vytvořil počítačovou simulaci srážky kup galaxií. Je to jako při hromadné srážce aut. Kupy se spojí, ale i „zdeformují“ a temná hmota nejdříve padá do středu spojené kupy, ale pak je zase vnější hmotou vytlačována ze středu ven.

„Při studiu těchto kolizí jsme viděli, jak temná hmota reaguje na gravitaci,“ řekl člen týmu Holland Ford (Johns Hopkins University). „Příroda dělá za nás experimenty, které my nemůžeme dělat v laboratoři, a navíc to souhlasí s našimi teoretickými modely.“

Temná hmota tvoří většinu vesmírného materiál. Obyčejná látka, kterou tvoří hvězdy a planety, zahrnuje jen pár procent vesmírné hmoty. Přesto její objevení není snadné, protože nesvítí ani neodráží světlo. Objevit ji lze pouze pomocí gravitačních účinků na světlo - tzv. gravitační čočky. Astronomové studují slabé světlo ze vzdálených galaxií, které je zdeformováno nebo ohnuto gravitací temné hmoty v popředí.

„Srážka mezi dvěma kupami galaxií způsobila vlnění temné hmoty, které odlišně změnilo chod paprsků z galaxií v pozadí,“ vysvětlil Jee. Opět to přirovnává ke zvlnění hladiny rybníka způsobené kamenem, které po určité době zmizí.

Již dříve astronomové pozorovali srážku kup galaxií HST a rentgenovou Chandrou (“NASA Finds Direct Proof of Dark Matter“). Šlo o boční náraz, při němž se normální a temná hmota oddělily. Kupu galaxií 1E0657-56 tvoří nápadný oblak žhavého plynu, ve tvaru „střely“ („bullet“), o teplotě stovky miliónů stupňů, proto je kupa také nazývána „Bullet Cluster“. Rentgenový snímek ukazuje „střelu“, kterou zformoval mezigalaktický vítr, vzniklý velmi rychlou srážkou menší kupy s větší. (Credit: X-ray: NASA/CXC/CfA/M.Markevitch et al.; Optical: NASA/STScI; Magellan/U.Arizona/D.Clowe et al.)

ZwCL0024+1652 je první kupou, u níž byla pozorována zcela odlišná distribuce temné hmoty a distribuce obou galaxií a horkého plynu. Na snímku, galaxie patřící do kupy galaxií CL0024+1652, mají typickou bronzovou barvu. Ve středu kupy jsou modré násobné obrazy vzdálenějších galaxií – důkaz, že kupa je silnou gravitační čočkou. A rozložení a slabé zdeformování modrých galaxií naznačuje existenci prstence temné hmoty.

Další obrázky: www.esa.int/esaCP/SEM5SHV681F_index_1.html

Zdroj: http://www.esa.int
Převzato: Hvězdárna Valašské Meziříčí