Mezinárodnímu týmu astronomů pod vedením nizozemských vědců se podařilo uskutečnit zcela mimořádný a nevšední objev. V galaxii AGC 114905 b se totiž dle nových poznatků nenachází žádné stopy temné hmoty, která by dle dosavadních informací měla být v kosmu prakticky všudypřítomná. Temná hmota patří v současnosti k největším záhadám astronomie a astrofyziky. Přestože je pro nás neviditelná, její existence je vzhledem k dřívějším objevům téměř jistá.
Záhadná substance
Temná hmota je obrovskou záhadou kosmu a vlastně jakousi tajemnou, záhadnou a mystickou substancí v oblasti astronomie a astrofyziky. Lze se s ní setkat také pod názvy skrytá hmota nebo skrytá látka, které vyjadřují její podstatu – jedná se totiž o označení hypotetické formy hmoty, tedy „něco“, co je pro nás neviditelné. Z tohoto důvodu právě název skrytá nebo temná hmota.
Již ve 30. letech 20. století se začaly objevovat důkazy o existenci záhadné „temné hmoty“ ve vesmíru. Kupříkladu švýcarský astronom Fritz Zwicky měřil rychlost několika galaxií v hvězdokupě Coma, tedy ve skupině více než tisíce identifikovaných a známých galaxií. Dospěl k závěru, že se mnohé z nich pohybovaly tak rychle, že by měly uniknout gravitační přitažlivosti jiných galaxií.
Pokud se vám to všechno zdá až moc abstraktní, vycházejte z jednoduchého pravidla. Vše ve vesmíru na sebe vzájemně gravitačně působí, například jakákoliv dvě tělesa nebo třeba Země a Slunce – klíčová je pak vzájemná vzdálenost a hmotnosti. Důležitý je ovšem i fakt, že obrovští hráči (například planety) pak ve výsledku prakticky ta zmíněná minimální gravitační působení „vyrušují“.
Zwickyho objev byl zpočátku záhadou – něco takového by nemělo být možné, muselo pro to existovat vysvětlení. Zwicky a další astronomové, kteří si všimli tohoto fenoménu, došli k závěru, že existuje „něco“, co ještě stále nebylo objeveno. „Něco“, co těmto pozorovaným galaxiím poskytuje „hmotu navíc“, která posléze generuje extra gravitaci. Právě tu totiž potřebují k tomu, aby zůstaly spolu.
Co je a není temná hmota?
Co přesně ale temná hmota vlastně je a z čeho se skládá? Existence temné hmoty by vysvětlovala nesrovnalosti mezi některými pozorovanými a vypočítanými hodnotami z modelů. O povaze temné hmoty existuje mnoho teorií, většina z nich se ovšem shoduje na tom, že ji lze ve vesmíru pozorovat právě jen díky zmíněnému gravitačnímu vlivu na okolní objekty, jež jsou tvořeny běžnou „svítící“ hmotou. Vzhledem k tomu, že temná hmota neemituje elektromagnetické záření, je jediným „pozorovatelným aspektem“ právě gravitace.
Dle posledního měření v souvislosti s teorií velkého třesku a reliktním zářením je ve vesmíru údajně kolem 23 % temné hmoty, zatímco nám známá baryonová hmota, z níž je složena většina objektů, které lze přímo či nepřímo pozorovat, tvoří asi jen 4,8 %. Zbytek vesmíru, kolem 73 %, by měl být tvořen takzvanou temnou energií.
V oficiálních materiálech NASA se dozvíme něco v tom smyslu, že „více víme o tom, co temná hmota není, než o tom, co skutečně je“. Temná hmota není tvořena z baryonové hmoty, z protonů, elektronů nebo neutronů, z kterých je složena regulérní hmota. Temná hmota nemá formu hvězd ani planet, které lze standardně sledovat. Neabsorbuje, neemituje ani neodráží světlo – a právě to je jedním z důvodů, proč je tak složité temnou hmotu objevit.
Ve skutečnosti totiž lze pouze odvodit její existenci, a to z vlivu na pohyb galaxií a hvězd. Nejrozšířenější názor tvrdí, že je temná hmota složena ze slabě interagujících masivních částic (WIMPS), které skrz gravitaci velice slabě působí na baryonovou hmotu. Tyto částice mají mnohdy až stokrát větší hmotnost, než proton, ale kvůli jejich slabé interakci s baryonovou hmotou jsou v podstatě neviditelné.
Dalšími nebaryonovými kandidáty jsou například neutralina, hypotetické těžké částice, menší neutrina, tedy subatomární částice bez náboje, nebo fotina – hypotetické subatomární částice. Někteří vědci věří, že je temná hmota ve skutečnosti složena ze shluků baryonické hmoty, které emitují málo světla a jsou unášeny vesmírem bez napojení na hvězdný systém.
Objev, který odporuje všem modelům kosmu
Teď, když už není temná hmota jednou velkou neznámou, je snadnější vstřebat důležitost onoho nového objevu. Zmíněná galaxie se nachází v přibližné vzdálenosti 250 milionů světelných let od Země a je přibližně stejně velká jako Mléčná dráha – obsahuje ovšem asi tisíckrát méně hvězd, takže vydává mnohem méně světla.
To, že v ní ty nejmodernější přístroje a teleskopy nenalezly žádné stopy po temné hmotě, je skutečně překvapivým nálezem, neboť mezi vědci dosud převládala představa, že všechny galaxie mohou existovat pouze pokud je pohromadě drží neviditelná temné hmota, jak už bylo vysvětleno výše.
Vědci budou muset nyní přikročit k dalšímu zkoumání jiných „podezřelých“ trpasličích galaxií. Pokud by ani v nich nebyly nalezeny stopy po temné hmotě, bude možná potřeba vytvořit úplně nový fyzikální model, neboť praktická měření by absolutně odporovala teorii.
A proč je vlastně existence a povaha temné hmoty tak klíčová? Vědcům by se díky přesnější definici temné hmoty mohlo podařit pochopit podstatu našeho vesmíru, zejména pak to, jak spolu drží galaxie.
Zdroj: 100 Mysteries of Science Explained, Česká televize, Wikipedia
Podobné články
Martin Miko
Doporučujeme
