Zvětšit obrázek

V blízkosti Velké galaxie v Andromedě objevili astronomové dosud 15 satelitních galaxií.
(Foto - W Schoening/V Harvey/REU/NOAO/AURA/NSF)

Už samo označení „temná hmota“ napovídá, že se jedná o neviditelnou složku vesmíru. O její existenci svědčí její gravitační interakce s hvězdami v galaxiích. Bez přítomností temné hmoty by se rotující galaxie rozpadly odstředivou silou. Z měření vyplývá, že temné hmoty musí být ve vesmíru asi šestkrát více než hmoty normální, kterou můžeme pozorovat přímo.

Vzhledem k těmto skutečnostem bylo už samo zjistění, že je tato složka vesmíru „temná“, velmi obtížné, jak potvrzuje i Gerry Gilmour (Cambridge University, UK), který je hlavním autorem nové studie odhalující základní vlastnosti této tajemné hmoty. Podle projevů – či přesněji podle toho, jak se temná hmota neprojevuje – vědci usuzovali, že není elektricky nabitá, nevykazuje známky magnetismu a navzájem na sebe nepůsobí se světlem ani jiným zářením. „Toto jsou první vlastnosti temné hmoty – kromě její samotné existence – které jsme byli schopni určit,“ zdůrazňuje význam studie Gerry Gilmour.

Prof. Gerry Gilmour: "Temná hmota má teplotu kolem 10 tisíc stupňů"

Gilmourův tým využil soustavy obřích dalekohledů Very Large Telescope evropské observatoře Paranal v Chile ke studiu 12 trpasličích galaxií, které obíhají kolem naší Mléčné dráhy. Vědci změřili vzdálenosti a rychlosti tisícovek hvězd z těchto galaxií a vyznačením jejich drah odhalili přítomnost temné hmoty mezi nimi.

Ukázala se poměrně překvapivá věc. „Bez ohledu na velikost, jasnost a množství hvězd, které obsahují se zdá, že všechny galaxie mají zhruba stejné množství temné hmoty,“ uvádí Mark Wilkinson, který je rovněž spoluautorem studie. To znamená, že temná hmota se shromažďuje v jakýchsi základních stavebních blocích s minimálními rozměry 1000 světelných roků napříč a hmotností srovnatelnou s hmotností 30 miliónů Sluncí. Větší galaxie jsou vybudovány kombinací těchto bloků, doplňuje Wilkinson.

Zvětšit obrázek

Srovnání naší Galaxie s její satelitní trpasličí galaxií Saggitarius.
(Foto - Patrick Cseresnjes/Paris observatory)

Od tohoto zjištění byl už jenom krok k určení rychlosti pohybu jednotlivých částic temné hmoty. Pokud by se totiž částice pohybovaly rychleji než je určitá hodnota rychlosti, zmíněné shluky by se „rozlétly“, v opačném případě by naopak byly mnohem větší. Naměřená rychlost pohybu částic je 9 kilometrů za sekundu. A konečně známe-li rychlost pohybu částic, je už snadné odvodit i teplotu látky, kterou tvoří. Výsledek je překvapivý – temná hmota má teplotu kolem 10 tisíc stupňů. „Tato teplota nám říká něco zásadního o vlastnostech temné hmoty,“ upozorňuje Gerry Gilmour.

Temná hmota je tak výrazně teplejší než tradiční „chladný“ model vůbec předpokládal. Tento model, podle kterého se částice temné hmoty pohybují extrémně pomalu – rychlostmi pouhých několik milimetrů za sekundu – zaznamenal velké úspěchy při vysvětlení struktury vesmíru. Zároveň ale přinesl několik předpokladů, které se astronomům dosud nepodařilo prokázat. Velké galaxie by podle tohoto modelu měly mít tisíce satelitních trpasličích galaxií a také extrémně hustá jádra. Ani jedna z těchto skutečností však nebyla pozorována.

„“Vlažná“ temná hmota může být dobrodiním pro teoretiky,“ říká Bob Nichols (University of Portsmouth, UK). „Skutečně nám může pomoci vyřešit některé problémy.“

Podle autorů studie jsou zjištěné výsledky v souladu s představou, podle které je temná hmota tvořena zvláštním druhem slabě interagujících, hmotných částic zvaných WIMPs. Ačkoliv byla jejich existence předpovězena teoreticky, ve skutečnosti nebyly dosud pozorovány. Gerry Gilmour ale věří, že se podaří tyto částice „vyrobit“ v obřím urychlovači částic, který je v současné době budován v CERNu v blízkosti Ženevy.

Zdroje:

Nature.Com
NewScientist.Com

Čtyři 8,2m dalekohledy VLT na observatoři Paranal v Chile.  (Foto – ESO)