Související stránky k článku Rozsáhlá přehlídka oblohy si posvítí na temnou hmotu
Temná hmota je jedním z největších tajemství současné astrofyziky a kosmologie. Podle názoru astronomů zahrnuje 90 % veškeré hmoty vesmíru, avšak její existence byla prokázána pouze nepřímo a v poslední době se objevily určité pochybnosti o její existenci. Nové výzkumy uskutečněné mezinárodní školou SISSA (Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati) však odstranily nedávné pochybnosti o přítomnosti temné (skryté) hmoty uvnitř galaxií vyvrácením empirických vztahů na podporu alternativních teorií.
Naše Galaxie je ve svém bezprostředním okolí obklopena několika desítkami malých satelitních průvodců. Některé vědecké práce poukazují na jejich neobvyklé prostorové uspořádání, jaké nelze jednoduše vysvětlit s pomocí standardního kosmologického modelu. Podobné uspořádání mají i satelity blízké galaxie M31 v Andromedě. Michal Bílek se svými spolupracovníky vysvětlují uspořádání satelitů Mléčné dráhy a M31 jejich dávnou slapovou interakcí. Tento vývojový scénář připouští pouze model postavený na alternativní teorii gravitace.
Podstata temné (skryté) hmoty, která podle všeho představuje nejméně 23 % hmotnosti a energie vesmíru, je stále ještě jednou z největších neobjasněných záhad současné vědy. Nedostatek experimentálních důkazů, které by umožnily odlišit elementární částice předpověděné teoretiky, stejně jako nedávné odhalení gravitačních vln uvolněných při srážce dvou černých děr (jejich hmotnosti zhruba 30× převyšovaly hmotnost Slunce) pomocí detektorů LIGO (Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory) oživilo zájem o možnost, že by temnou hmotu mohly představovat primordiální černé díry o hmotnostech v rozmezí 10 až 1 000 hmotností Slunce.
Vedci simulovali tvorbu malej koncentrácie hmoty, nazývanej halo temnej hmoty, v rámci ktorej sa predpokladá, že vznikajú galaxie ako naša Mliečna dráha. Výzvou tejto simulácie bolo modelovanie galaxií tak malých ako jedna desatina Mliečnej dráhy, a to v objeme tak veľkom, ako je celý náš pozorovateľný vesmír.
Ďalšie dôkazy o existencii temnej hmoty, tajomnej substancii, o ktorej sa predpokladá, že udržuje vesmír pohromade, poskytli kozmológovia z Durham University. Pomocou sofistikovaných techník počítačového modelovania, tím vedcov simuloval tvorbu galaxií za prítomnosti tmavej hmoty, čím bol schopný preukázať, že ich veľkosť a rýchlosť otáčania sú prepojené s ich jasom podobným spôsobom aký pozorovali astronómovia.
Vedci z University of Waterloo zachytili prvý kompozitný obrázok mosta tvoreného temnou hmotou, ktorý spája galaxie dohromady. Tento obrázok kombinuje množstvo jednotlivých snímok, a potvrdzuje predpovede, že galaxie v celom vesmíre sú zviazané prostredníctvom kozmickej siete spojenou s temnou hmotou, ktorá doteraz zostávala nepozorovateľná.
Výskumný tím na Rochester Institute of Technology nepripúšťa výzvu akceptovaného štandardného modelu vesmíru a teórie o tom, ako sa galaxie formujú, objasnením ich problematickej štruktúry. Rozsiahla štruktúra v oblasti pólov galaxie – rovina satelitných galaxií na póloch Mliečnej dráhy – sa totiž nachádza v centre roztržiek medzi vedcami, ktorí nesúhlasia s existenciou tmavej hmoty, neviditeľnej hmoty údajne tvoriacej 85% vesmíru.
Nová pozorování naznačují, že v nejvýznamnějším období vzniku galaxií – před deseti miliardami let – byly hmotné galaxie s aktivními procesy formování hvězd dominantně tvořeny běžnou (baryonovou) hmotou. To je však v příkrém kontrastu se současnými galaxiemi, u kterých pozorujeme mnohem významnější vliv záhadné temné hmoty. K tomuto překvapivému výsledku astronomové dospěli na základě pozorování provedených pomocí dalekohledu ESO/VLT. Z výsledků vyplývá, že temná hmota hrála v raném vesmíru méně zásadní úlohu, než dnes. Výzkum byl prezentován ve čtveřici samostatných článků, jeden z nich byl publikován tento týden v prestižním vědeckém časopise Nature.
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.
Štúdia z 28. februára uverejnená v časopise Monthly Notices of the Royal Astronomical Society zachytáva najnovší objav vedcov z Yale univerzity. Zhotovili mapu tmavej hmoty s najväčším rozlíšením aké sa doposiaľ podarilo dosiahnuť. Táto mapa ponúka závažné dôkazy pre existenciu studenej tmavej hmoty – pomalých častíc, ktoré tvoria väčšinu hmoty vo vesmíre.
Nadbytek záření gama (na obrázku znázorněn žlutobílou barvou) v srdci velké galaxie M31 v souhvězdí Andromedy naznačuje neočekávané podivné aktivity v centrálních oblastech galaxie. Astronomové se domnívají, že signál může být vytvářen rozmanitými procesy, počítaje v to populaci pulzarů nebo dokonce skrytou hmotu.
Na dvou uvedených fotografiích je temná galaxie Dragonfly 44. Snímek vlevo byl pořízen v rámci přehlídky Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Ve viditelném světle jsou pozorovatelné pouze sotva patrné šmouhy. Snímek vpravo představuje dlouhou expozici pomocí dalekohledu Gemini, jednoho z nejvýkonnějších dalekohledů na světě, odhalující velké protáhlé objekty. K pořízení snímku byl použit spektrograf Gemini Multi-Object Spectrograph (GMOS). Galaxie Dragonfly 44 je při své velké hmotnosti velmi slabá a skládá se téměř výhradně z temné hmoty.
V kupách galaxií se vyskytují dvě třídy záhadných útvarů: jednak více než 100 kpc dlouhé protažené struktury neutrálního vodíku a pak malé volně se pohybující HI oblaky. Rhys Taylor z ASU se svými spolupracovníky vyšetřoval, zda by tyto dva typy útvarů spolu mohly příčinně souviset.
17. prosince se „na křídlech“ rakety Dlouhý pochod 2D vydala do vesmíru čínská družice DAMPE (DArk Matter Particle Explorer). Z názvu je patrné, že hlavním úkolem bude výzkum temné, či lépe bychom asi měli říkat „skryté“ hmoty. V nadpisu použitý název Opičí král pak odkazuje na její pojmenování Wukong, což je jméno postavy vystupující v čínském příběhu ze 16. století Cesta na západ.
Temná hmota možná vůbec není tak temná. Astronomům se poprvé podařilo pozorovat možnou vzájemnou interakci temné hmoty jiným způsobem než prostřednictvím gravitace. Pozorování kolidujících galaxií provedená pomocí dalekohledu ESO/VLT a kosmického teleskopu HST (NASA/ESA Hubble Space Telescope) odhalila první nadějné známky vypovídající o povaze tajemné složky vesmíru.
Planety, hvězdy, všechno, co kolem sebe vidíme, představuje méně než 5 procent vesmíru. Co je zbývajících 95 procent? Hvězdárna a planetárium Brno uvádí jedno z nejlepších představení pro digitální planetária na světě. Představení Temný vesmír se věnuje tajemství, které nemůžeme spatřit na vlastní oči. Mystériu, jehož jsme součástí.
