Záhadnejšia temná hmota?
Valentín Korinek - 2020-10-09

3D zobrazenie výskytu temnej hmoty v pozorovateľnom vesmíre.

Zhluky tmavej hmoty v kopách galaxií prekvapivo dobre ohýbajú svetlo, čo nás privádza k tomu, že táto látka je nielen neviditeľná, ale je aj tam, kde sme to doteraz nepredpokladali.


Táto neidentifikovaná látka, ktorá tvorí 23% hmoty vo vesmíre (celkové zloženie vesmíru je 72% temná energia, 23% temná hmota a zvyšných 5% tvorí baryonová hmota) a je neviditeľná, ale detegovateľná vďaka gravitačným deformáciám svojho okolia.


Gravitácia temnej hmoty môže tiež ohýbať svetlo putujúce zo vzdialených galaxií na Zem. Nové pozorovania ale naznačujú, že časť tejto temnej hmoty ohýba svetlo viac, ako je to v teoretických modeloch. Veľký počet zhlukov temnej hmoty vo vzdialených kopách galaxií vážne deformuje svetlo pozadia od iných objektov.


Toto zistenie naznačuje, že takéto zhluky tmavej hmoty, v ktorých sú zakomponované jednotlivé galaxie, sú hustejšie, ako sa očakávalo. To by mohlo znamenať jednu z dvoch alternatív: Buď sú teoretické modely, ktoré vedci používajú na predpovedanie správania sa galaktických klastrov neúplné, alebo kozmológovia chápu temnú hmotu nesprávne.



Pozorovania 11 skupín galaxií, ako napríklad klaster galaxií MACSJ1206.2-0847 na obrázku, ukazujú, že niektoré zhluky tmavej hmoty v týchto skupinách sú hustejšie, ako sa očakávalo. (Hubble / ESA a NASA)


Veľmi vysoké koncentrácie temnej hmoty môžu pôsobiť ako šošovka, ktorá ohýba svetlo tak drasticky, že nám úplne mení vzhľad galaxií v pozadí pri pohľade zo Zeme. Reálny vzhľad týchto galaxií získavame rozťahovaním pozorovaných objektov do oblúkov alebo rozdelením do viacerých obrazov toho istého objektu na oblohe.


Súdiac podľa počítačových simulácií skupín galaxií, zhluky temnej hmoty okolo jednotlivých galaxií, ktoré sú dostatočne husté, aby spôsobili efekt gravitačného šošovkovania, by mali byť zriedkavé. Na základe simulácií klastrov, ktoré astronómovia uskutočnili, by sa dalo očakávať, že uvidíme jednu silnú šošovkovú udalosť v každých asi 10 klastroch. No snímky ďalekohľadu ukázali niečo úplne iné.


Vedci pomocou pozorovaní z Hubbleovho vesmírneho ďalekohľadu a VLT v Čile skúmali 11 skupín galaxií vzdialených asi 2,8 až 5,6 miliárd svetelných rokov. V tejto kope tím identifikoval 13 prípadov silného gravitačného šošovkovania zhlukov temnej hmoty okolo jednotlivých galaxií. Tieto pozorovania naznačujú, že v zoskupeniach skutočných galaxií je viac zhlukov temnej hmoty s vysokou hustotou ako v simuláciách.


Väčšina vedcov si tak myslí, že problém je v počítačových simuláciách a nie v povahe temnej hmoty. Budúce pozorovania pomocou pripravovaného vesmírneho teleskopu Euclid a observatória Very Rubenovej by mohli pomôcť veci objasniť. Tieto ďalekohľady budú produkovať extrémne veľké vzorky galaktických klastrov, a to môže viesť k novému pochopeniu fyziky v týchto prostrediach a pomôcť určiť, či za túto záhadu temnej hmoty môžu nereálne simulácie.