Úvodní strana  >  Články  >  Vzdálený vesmír  >  Rentgenová emise ze záhadné temné hmoty?

Rentgenová emise ze záhadné temné hmoty?

Horký plyn emitující rentgenové záření je v kupě galaxií znázorněn růžovou barvou a temná hmota (odvozená z jejího gravitačního působení) je zobrazena modře
Autor: X-ray: NASA/CXC/CfA/M.Markevitch et al.

Úvodní kompozitní snímek představuje kupu galaxií vytvořenou v důsledku kolize dvou velkých galaktických kup. Horký plyn emitující rentgenové záření je znázorněn růžovou barvou a temná hmota (odvozená z jejího gravitačního působení) je zobrazena modře. Astronomové využili archivní data získaná rentgenovou družicí Chandra X-ray Observatory k vymezení pravděpodobnosti, že záhadná temná hmota ve vesmíru je tvořena tzv. sterilními neutriny.

Přibližně 85 % hmoty ve vesmíru nevyzařuje vůbec žádné světlo, ani žádné jiné druhy záření, pokud je známo, a z tohoto důvodu je nazývána termínem temná hmota (nebo též skrytá hmota). Jednou z jejích dalších významných vlastností je skutečnost, že interaguje pouze s další hmotou prostřednictvím gravitace; nenese například žádný elektromagnetický náboj. Tato hmota je též označována jako „tajemná“ hmota, neboť je docela záhadná. Není složena z atomů a jejich obvyklých složek (jako například z elektronů a protonů), ani z žádných jiných druhů známých elementárních částic.

Protože temná hmota je zdaleka nejdominantnější složkou látky ve vesmíru, její rozložení a přitažlivost nesmírně ovlivňuje vývoj galaktických struktur, a stejně tak i rozložení záření kosmického mikrovlnného pozadí. Skutečně, pozoruhodná shoda mezi hodnotami klíčových kosmických parametrů (například rychlosti rozpínání vesmíru) odvozená nezávisle ze dvou naprosto odlišných kosmických struktur – galaxií a mikrovlnného kosmického pozadí – poskytuje důvěryhodnost modelu Velkého třesku, který vyžaduje důležitou funkci pro temnou hmotu.

Fyzikové se pokusili představit si nový druh částic shodných se známými zákony vesmíru k vysvětlení temné hmoty, avšak doposud nebyly žádné takové potvrzeny. Jedna provokativní možnost pro existenci nových částic je tzv. „sterilní“ neutrino.

V současné době existují tři známé typy neutrin. Všechna interagují s hmotou prostřednictvím gravitace a prostřednictvím slabé síly (nejslabší ze čtyř druhů sil). O všech typech neutrin se původně uvažovalo, že nemají žádnou hmotnost, jako například foton. Avšak zhruba před 20 roky fyzikové objevili, že přece jen mají nepatrnou hmotnost – i když zhruba miliónkrát menší než hmotnost elektronu, avšak stále dostatečnou na to, aby znamenaly velmi závažný problém pro fyziku, pro tzv. Standardní model částic.

Možným řešením by byla existence mnohem hmotnějšího neutrina, snad tisíckrát většího, přezdívaného „sterilní“ neutrino, protože by neinteragovalo prostřednictvím tzv. slabé síly. Doposud však nebylo detekováno.

Astronomové si uvědomili, že pokud by byla temná hmota složena ze sterilních neutrin, pak když se tyto částice příležitostně rozpadnou, mohou při vzniku „obyčejného“ neutrina emitovat pozorovatelné fotony rentgenového záření. Asi před sedmi roky astronomové ohlásili objev překvapující slabé spektrální emise záření X přicházející z kupy galaxií, kde temná hmota tvoří převážnou složku. Dospěli k závěru, že toto záření může být potvrzením existence sterilních neutrin.

V následujících letech bylo učiněno mnoho pokusů o potvrzení této detekce nebo o přisouzení jiného neastronomického efektu, avšak pouze s nejasnými úspěchy. Astronomové Esra Bulbul a Francesca Civano z CfA a jejich spolupracovníci nyní dokončili rozsáhlý archivní výzkum dat z družice Chandra X-Ray Observatory a pátrali po těchto nepolapitelných jevech.

Nenalezli nic, avšak jejich nové analýzy, shodné s jinými nedávno publikovanými omezeními, mnohem silněji vymezují pravděpodobný charakter rozpadu předpokládaného sterilního neutrina až o stonásobek za určitých předpokladů, avšak nedovedou jej stanovit bezvýhradně.

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] scitechdaily.com

Převzato: Hvězdárna Valašské Meziříčí



O autorovi

František Martinek

František Martinek

Narodil se v roce 1952. Na základní škole se začal zajímat o kosmonautiku, později i o astronomii. V roce 1978 nastoupil na Hvězdárnu Valašské Meziříčí na pozici odborného pracovníka, kde v různých funkcích pracoval až do konce února 2014. Věnoval se především popularizační a vzdělávací činnosti. Od roku 2003 publikuje krátké články o novinkách v astronomii a kosmonautice na stránkách www.astro.cz. I po odchodu do důchodu spolupracuje s valašskomeziříčskou hvězdárnou a podílí se na přípravě obsahu stránek www.astrovm.cz. Ve volném čase se věnuje rekreační turistice.

Štítky: Sterilní neutrina, Rentgenová emise, Temná hmota


20. vesmírný týden 2021

20. vesmírný týden 2021

Přehled událostí na obloze a v kosmonautice od 17. 5. do 23. 5. 2021. Měsíc bude v první čtvrti. Večer je velmi nízko nad severozápadem Venuše a výše slábnoucí Merkur, který bude v pondělí v maximální elongaci. Nejvýše je večer Mars. Ráno jsou nad jihovýchodem Saturn a Jupiter. Aktivita Slunce je mírně zvýšená. Sledujeme průlet komety T2 Palomar kolem hvězdokupy M3. Čína zaznamenala na Marsu úspěšné dosednutí přistávacího modulu mise Tianwen-1. Kromě pravidelných startů družic Starlink můžeme zaznamenat také chystanou zásobovací misi k čínské orbitální stanici. Před šedesáti roky proletěla kolem Venuše jako mrtvé těleso sonda Veněra 1. Šlo o první průlet kolem jiné planety.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

Rossete HST

Titul Česká astrofotografie měsíce za duben 2021 obdržel snímek   „Rosetta HST“, jehož autorem je Peter Jurista ze Slovenska     Dubnové kolo soutěže „Česká astrofotografie měsíce“ je za námi. A my tu máme další její vítěznou fotografii. Čeká nás tedy snímek mlhoviny

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

Srpek měsíce

Srpek měsíce starý zhruba 3 dny.

Další informace »