Úvodní strana  >  Články  >  Vzdálený vesmír  >  Nový pohľad na povahu tmavej hmoty

Nový pohľad na povahu tmavej hmoty

Efekt gravitačného mikrošošovkovania môže byť spôsobený hviezdou, primordiálnou čiernou dierou alebo iným kompaktným objektom.
Autor: NASA/Jason Cowan (Astronomy Technology Center)

Podstata tmavej hmoty, ktorá podľa súčasných poznatkov tvorí až 80% vesmíru, zostáva stále zahalená v tajomstvách. Nedostatok experimentálnych dôkazov, ktoré by boli nám umožnili stotožniť ju nejakou elementárnou časticou predpovedanou teoretikmi, podobne ako tomu bolo v nedávnom objave gravitačných vĺn, na základe zlučovania dvoch čiernych dier (s hmotsnoťou 30-krát väčšou ako je hmotnosť Slnka). Tento objav znovu podnietil záujem o možnosť, že tmavá hmota by mohla mať formu prvotných čiernych dier s hmotnosťou medzi 10 až 1000-násobkom hmotnosti Slnka. 

Primordiálne čierne diery, ktoré sa sformovali vo veľkých hustotných flukuáciách hmoty počas prvých momentov vzniku vesmíru, sú v princípe veľmi zaujímavé – v protiklade k tým čiernym dieram, ktoré vznikli po smrti hviezd, a ktorých množstvo a hmota je limitovaná modelmi vzniku a vývoja hviezd, primordiálne čierne diery možu existovať so širokým intervalom hmotností. Môžeme ich nájsť v galaktických halo a niekedy môžu mať hmotnosť väčšiu ako 30-násobok hmotnosti Slnka a produkovať tak gravitačné vlny, ktoré môžu byť zachytené detektorom LIGO.

Efekt gravitačnej mikrošošovky spôsobuje, že svetlo zo vzdialených kvazarov je ohýbané čiernymi dierami v galaktickom hale. Tento efekt je tým väčší, čím je väčšia hmotnosť čiernej diery. A tým sa zvyšuje aj pravdepodobnosť ich detekcie. Takže hoci čierne diery nemôžu byť samy o sebe detekované, o ich existencii vieme na zákalde pozorovania zvyšovania jasu pozorovaných kvazarov.

Na základe tohto predpokladu skupina vedcov použila tento efekt na kvazary, aby tak odhadla počet prvotných čiernych dier so strednou hmotnosťou. Výskumy ukazujú, že bežné hviezdy akou je Slnko taktiež spôsobujú efekt gravitačnej šošovky, čo vylučuje možnosť existencie veľkého množstva čiernych dier strednej hmotnosti.

Na základe počítačových simulácií, porovnali vedci rast jasnosti vo viditeľnom a rontgenovom žiarení 24 vzdialených kvazarov predpovedanými na základe efektu gravitačnej šošovky. Zistili, že intenzita tohto efektu je relatívne nižšia ako sa očakávalo na základe skúmania objektov s hmotnosťami medzi 0,05 a 0,45-násobkom hmotnosti Slnka a výrazne pod úroveň strednej hmotnosti čiernych dier. Navyše odhadovali, že tieto mikrošošovky tvoria približne 20% celkovej galaktickej hmotnosti ekvivalentne k hmotnosti, ktorá by sa našla vo hviezdach. A tak ich výsledky ukazujú, že s veľkou pravdepodobnosťou sú to bežné hviezdy a nie primordiálne čierne diery strednej hmotnosti, ktoré sú zodpovedné za pozorované mikrošošovkovanie.

Táto štúdia naznačuje, že nie je pravdepodobné, že čierne diery s hmotnosťou medzi 10 až 100-násobkom hmotnosti Slnka tvoria prevažnú väčšinu tmavej hmoty. Z tohto dôvodu čierne diery, ktoré detekoval LIGO pravdepodobne vzniku zánikom hviezd, a teda neboli primordiálnymi čiernymi dierami. 

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] phys.org



O autorovi

Viktória Zemančíková

Viktória Zemančíková

Mgr. Viktória Zemančíková, PhD. (*1990, Košice) je slovenská popularizátorka astronomie. Do hvězdné oblohy se zamilovala už jako malé dítě a vesmír je její celoživotní vášní. Je absolventka pomaturitního studia astronomie na Slovenskej ústrednej hvezdárni v Hurbanově a též pracovala na Hvězdárně a palnetáriu v Prešově. Vyjma hvězdnému nebi a vesmíru se věnovala filosofii a metodologii vědy v rámci doktorandského studia na Univerzitě Pavla Jozefa Šafárika v Košicích. Je autorkou astronomického kalendáře v časopise Quark a na stránkach Slovenského zväzu astronómov. Publikuje populárně-vedecké články na portálu www.pc.sk.

Štítky: Kvazary, Černá díra, Gravitační čočka, Temná hmota


38. vesmírný týden 2017

38. vesmírný týden 2017

Přehled událostí na obloze od 18. 9. do 24. 9. 2017. Měsíc bude v novu. Jupiter se ztrácí v záři Slunce. Saturn je večer nad jihozápadem. Pozorovat můžeme i Neptun a Uran. Ráno je vidět Venuše, Merkur a Mars. Přidá se k nim také srpek Měsíce. Aktivita Slunce se snížila. Začíná astronomický podzim. Cassini shořela v atmosféře Saturnu. ISS má opět šestičlennou posádku. Po hurikánu Irma se obnoví i lety amerických raket. Kolem Země proletí sonda OSIRIS-REx.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

Zatmění nad hradem Helfštýn

Kdopak dnes již spočítá, kolik zatmění Měsíce spatřili obyvatelé starobylého hradu Helfštýn. Mohli bychom jistě zadat souřadnice hradu do nějakého chytrého počítačového programu, který by žádaný počet zjistil. Docela jistě však nezjistíme, zda bylo kdysi dávno v příslušnou noc jasno,

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

Srpek Měsíce

Další informace »