Kostlivci ve vesmíru aneb Na stopě temné hmoty
Diskuzní fórum (povinná reklama)
O existenci tajemné substance známé jako temná hmota už dnes téměř nikdo z vědeců nepochybuje. Temné hmotě jsme na stopě už od první poloviny dvacátého století, kdy bylo pomocí ní vysvětleno chování kup galaxií. Od té doby naše znalosti o evoluci vesmíru značně pokročily a dneska už víme, že hmota ve vesmíru není rozložena rovnoměrně. To všechno ale víme z pozorování zářících objektů. Co na to temná hmota?
UŽ JSME PSALI: Chování temné hmoty opět zmátlo astronomy. Vůbec jí nerozumí
Vesmírná koupel
Naše představa o rozložení hmoty – té zářící i temné – ve vesmíru je docela jasná. Vesmír se podle všeho chová asi jako pěna v koupeli. Existují v něm bubliny, kde je ‘prázdno’ ale i místa s vyšší hustotou, stěny bublin nebo vesmírná kostra, kde se nachází galaxie, prach, plyn a samozřejmě i temná hmota. Takovou představu nám ostatně potvrzujou i pozorování galaxií, která byla pořízena kupříkladu v rámci projektu Sloan Digital Sky Survey (SDSS; Sloanova digitální prohlídka oblohy). Jedna věc je ale pozorování viditelné hmoty, a druhá je pozorování neviditelného.
Vyobrazení rozložení galaxií pozorovaných SDSS. Je patrné, že galaxie nevyplňují celý prostor a tvoří velkoškálovou strukturu. Zdroj SDSS.
Stejně jako se bubliny v koupeli setkávají a dotýkají na některých místech, setkávají se i bubliny vesmírného materiálu. Tam, kde se bubliny setkají, se nachází kupa galaxií ponořená do horkého plynu, který umíme pozorovat v rentgenové části spektra.
| Cestování v čase: sci – fi, nebo realita? |
Problém je ve stěnách vesmírných bublin. V nich se kupy galaxií a ani jiné zářící objekty nevyskytují, měla by je tvořit právě temná hmota, kterou je nesmírný problém pozorovat. V podstatě nejpřímějším a nejspolehlivějším způsobem její detekce se ukazuje slabé gravitační čočkování.
Gravitační čočky
Gravitační čočkování může být takové, že silně ohýbá a deformuje světlo z objektu v pozadí, který je zastínen hmotným objektem v popředí. Takto funguje silné gravitační čočkování. Pro detekci filamentů (vláken) vesmírné sítě je mnohem důležitější slabé gravitační čočkování, které neumožňuje rozlišit jeden zdroj v pozadí, ale přesto ze statistických odhadů dokáže odhadnout rozložení objektů v pozadí a hmotnost čočky. Jako objekty v pozadí v tomto případě posloužily galaxie náležící kupě galaxií, která je od nás vzdálenější, která poskytla statisticky dostatečně velký vzorek několik tisíc galaxií pro studium čočkovacího efektu.
UŽ JSME PSALI: Temná hmota není vidět. Prozradí ji jen čočkování
Pavučina odhalena
Na podzim 2001 byly obě kupy galaxií pozorovány osmimetrovým dalekohledem Subaru na Havajských ostrovech. Snímek pořízený při tomto pozorování tvoří pozadí obrázku. Modrá barva a žluté kontury zobrazují rozložení hustoty. Jižní objekt je kupa galaxií Abell 222, severní je dvoukupa A223. Zdroj Dietrich et al., Nature.
Studie se zaměřila na dvojitou superkupu galaxií Abell 222/223. Systém se ve skutečnosti skládá ze třech kup galaxií, A 222, A223-N a A223-S (severní a jižní komponent). Rudý posuv systému je 0,21.
Pokud bychom se dostatečně dobrým dalekohledem koukali na obě kupy galaxií, jevily by se nám od sebe vzdálené 14 úhlových vteřin, což odpovídá vzdálenosti 18 megaparsků (nebo také rozdílu 0,005 v rudém posuvu).
Více se múžete dočíst v celém článku Kostlivci ve vesmíru aneb Na stopě temné hmoty. Nezabudněte si také pročíst ostatní články ze sekce Věda a poznání.