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


32. vesmírný týden 2022

32. vesmírný týden 2022

Přehled událostí na obloze a v kosmonautice od 8. 8. do 14. 8. 2022. Měsíc bude v úplňku. Planety Jupiter, Saturn a Mars jsou vidět již o půlnoci, ale stále je ideální je pozorovat až v druhé půlce noci a ráno. Aktivita Slunce je nízká. Nastává maximum meteorického roje Perseid, ale ruší je svit Měsíce v úplňku. Zažili jsme šest startů raket během 20 hodin. Čtyři mise mířily na oběžnou dráhu, jeden let byl suborbitální a jedna raketa vynesla sondu na cestu k Měsíci. Před 60 lety se uskutečnil simultánní let kosmických lodí Vostok 3 a Vostok 4. Před 145 lety byl objeven měsíc Marsu nazvaný Deimos.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

ISS a Slnko

Titul Česká astrofotografie měsíce za červenec 2022 získal snímek „ISS a Slnko“, jehož autory jsou Miroslav Grnja a Zdeněk Bardon     První malé, druhé obrovské. I když pro nás i to první je obrovské. Jako fotbalový stadion. A to druhé? Celá Země by se do něho vešla na

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

Ranní západ Měsíce

Šišatý barevný Měsíc pomalu zapadá za obzor

Další informace »