Čočkování vzdáleného kvasaru bližší galaxií. Kredit: NASA, ESA and D. Player (STScI).

Už se to dávno omrzelo, ale temná hmota je, bohužel, stále zcela temná. Netušíme co to je. A stále nás dohání k šílenství tím, že vyplňuje většinu vesmíru, jako by se na nás smála z každého koutu. Přesto ale kupodivu temnou hmotu zkoumáme, někdy neuvěřitelně detailně, i když je to ve skutečnosti vždy výhradně nepřímo, pomocí nějaké důmyslné berličky. Nedávno se právě tímto způsobem blýskl neunavitelný Hubbleův vesmírný teleskop a získal skalp nového objevu ohledně temné hmoty.

Anna Nierenberg. Kredit: NASA / JPL.

Rafinovanými nepřímými postupy jsme již detekovali, alespoň doufáme, gigantické kusance temné hmoty v galaxiích. Teorie ale předpovídají, že by temná hmota měla tvořit i mnohem menší shluky. A starý dobrý Hubble tyhle shluky vůbec poprvé našel, tedy přesněji řečeno nepřímo detekoval cosi, co sice nevíme z čeho je, ale měly by to být právě takové malé shluky temné hmoty.

Jak najít něco, co není vidět a o čem netušíme, z čeho to je? Ideální je využít gravitace, jejímž prostřednictvím by temná hmota přece jenom měla interagovat s běžnou hmotou. Gravitace temné hmoty by měla být „vidět“ v uspořádání běžné hmoty, kterou pozorujeme v okolním vesmíru. Když už někde temná hmota je, tak by svojí gravitací měla k sobě přitahovat okolní běžnou hmotu. Jestliže se takto nashromáždí hodně hmoty, tak se zhroutí do sebe a zažehne se hvězda. A když je temné hmoty opravdu nesmírně velké množství, tak se podle našich představ zrodí celá galaxie nebo i kupa galaxií.

Přehlídka gravitačních čoček kvasarů využitých ve výzkumu. Kredit: NASA, ESA, A. Nierenberg (JPL) and T. Treu (UCLA).

Tahle verze příběhu vychází z toho, že je temná hmota „chladná“. To znamená, že by se její částice měly pohybovat relativně pomalu. A pokud to tak je, tak by taková temná hmota měla tvořit i mnohem menší shluky, než jsou ty galaktické. Takové minishluky temné hmoty zatím nikdo nenašel. Až teď Hubble.

Ačkoliv to zní naprosto neuvěřitelně, Anna Nierenberg z Laboratoří tryskového pohonu JPL americké agentury NASA a její spolupracovníci podle všeho detekovali shluky temné hmoty, které by měly být hmotné zhruba jako 10 milionů Sluncí. Jejich pozorování zároveň potvrzují, že by temná hmota měla být skutečně chladná.

Během svého výzkumu Nierenberg a spol. pozorovali celkem 8 kvasarů, které pro nás šťastnou souhrou okolností gravitačně čočkují bližší objekty, co leží přesně mezi námi a dotyčným kvasarem. V tomto případě šlo o kvasary vzdálené zhruba 10 miliard světelných let, které čočkují velké galaxie, vzdálené od nás zhruba 2 miliardy světelných let. Gravitační čočka v každém z těchto případů způsobuje, že kvasar vidíme několikrát.

Badatelé vycházeli z toho, že pokud se někde mezi Hubbleovým teleskopem a konkrétním kvasarem vyskytuje shluk temné hmoty, tak jeho přítomnost narušuje čočkovaný obraz kvasaru. Podle nich si můžeme představit takové shluky temné hmoty jako optické vady na zvětšujícím skle gravitační čočky. Když takové „optické vady“ našli, tak mohli propočítat skutečnou velikost dotyčných shluků temné hmoty. Ať žije astrofyzika!

Video:  Astrophysicist Anna Nierenberg answers 3 questions from a kid – Realspace

Literatura
NASA 8. 1. 2020.