Zvětšit obrázek

Kulka z muškety. Modře temná hmota, fialově horký mezigalaktický plyn. Kredit: NASA/CXC/ UCDavis/ W.Dawson; NASA/STScI/ UCDavis/ W.Dawson et al.

Navzdory zavilému snažení fyziků všeho druhu tajemství temné hmoty stále odolává a nikdo ani neví, jestli jsme už vůbec blíž k řešení. Jen telegraficky, temná hmota je konceptem, který vysvětluje některé nesrovnalosti mezi teorií a pozorováním okolního vesmíru, například rotaci galaxií, gravitační čočkování kupami galaxií anebo rozložení teploty horké plynu v galaxiích a kupách galaxií. I když to zní hodně zvláštně, tak by tím vysvětlením měla být podivná forma hmoty, která není vidět a prozrazuje se jenom gravitačním vlivem na okolní viditelné objekty. Potíž je v to, že by podle převládajících představ měla tvořit kolem 84 procent veškeré hmoty ve vesmíru. To je samozřejmě trýznivé a ne každý odborník se s tím smíří, takže se pravidelně objevují studie, které existenci temné hmoty zavrhují. Přesto se o ní stále mluví a vlastně se stává čím dál tím záhadnější.

Zvětšit obrázek

William Dawson. Kredit: W. Dawson.

Mnozí považují za nejlepší důkaz existence temné hmoty výzkum zahrnující kupu galaxií zvanou Kulka (Bullet cluster), tedy vlastně srážku dvou kup galaxií ze souhvězdí Lodního kýlu, 3,72 miliardy světelných let od nás, které se do sebe zaklesly před 100 miliony let. Srážka kup galaxií nebývá tak dramatická, jak by se mohlo zdát. Jednotlivé galaxie jsou od sebe hodně vzdálené a obvykle se majestátně míjejí. Sráží se tam mezigalaktický plyn a postupně se hromadí na chvost obou zúčastněných kup galaxií. Analýza rozložení hmoty v kupě Kulka naznačuje, že se tu temná hmota oddělila od viditelné hmoty a nehromadí se tam, kde plyn.

William Dawson z Kalifornské univerzity v Davisu a jeho spolupracovníci loni našli jeden mnohem starší případ srážky kup galaxií, k němž došlo zřejmě někdy před 700 miliony let. Začali mu říkat Kulka z muškety (anglicky Musket Ball cluster) a je vzdálený 5,23 miliard světelných let, toho času v souhvězdí Raka.

Zvětšit obrázek

Srážka kup galaxií Kulka. Kredit: NASA/CXC/CfA/ M.Markevitch et al.; NASA/STScI; ESO WFI; Magellan/U.Arizona/ D.Clowe et al.; NASA/STScI; Magellan/U.Arizona/D.Clowe et al.

Badatelé postupně zjistili, že kupa Kulka z muškety nabízí oproti Kulce poměrně odlišný obrázek. Temná hmota je v ní oddělená od galaxií, na vzdálenost zhruba 19 tisíc světelných let. Podle Dawsona, který nedávno vystoupil na 221. mítinku Americké astronomické společnosti v kalifornském Long Beach, to vypadá, že temná hmota může ovlivňovat sebe samotnou. Dawson a spol. navrhují, že by na sebe částice temné hmoty mohly navzájem působit doposud neznámou fyzikální silou, pracovně označovanou jako temná síla (dark force). Když by temná hmota nepůsobila sama na sebe, měla by se nahromadit v nitru kulových hvězdokup a trpasličích galaxií. Jenže podle nepřímých pozorování je ve vesmíru rozložená docela rovnoměrně.

Zvětšit obrázek

Americká astronomická společnost počátkem roku okupovala Long Beach. Kredit: Geographer, Wikimedia Commons.

A proč se tak liší situace v kupě galaxiích Kulka a Kulka z muškety? Prý je to prostinké, ve významně mladší kupě Kulka se ještě temná hmota nestihla oddělit. Je to vlastně paradoxní, ale myšlenka temné síly pochází z kupy galaxií Kulka, protože se menší z kup pohybuje příliš rychle na to, aby vše vysvětlila samotná gravitace. Glennys Farrar z New York University a její kolegové poté v roce 2007 navrhli, že menší kupu galaxií popohání nějaká mysteriózní síla související s temnou hmotou. Vše je ještě velice otevřené a Dawson a spol. by rádi prověřili desítky dalších gigantických vesmírných kolizí. Ne každý je jejich nápadem okouzlen, ale jak říká Louis Strigari ze Stanfordu, z temné hmoty jsme už tak zoufalí, tak uvítáme každou bláznivou myšlenku.

Prameny: NewScientist 9.1. 2013, Wired 9.1. 2013, Wikipedia (Dark matter).