Hledá se temná hmota, v objektech MACHO asi dominovat nebude
17.8.2016, Jan Vítek, aktualita
Nedávno objevená trpasličí galaxie poskytla astronomům nové informace o tom, jaké rozložení by měla mít temná hmota poblíž naší galaxie Mléčná dráha. Podala další indicii, že objekty MACHO nejsou dominantní "zásobárnou" temné hmoty ve vesmíru.
Temná hmota je zatím stále jen hypotetická forma či formy hmoty, jíž astronomové vysvětlují některé nesrovnalosti mezi počítačovými modely a vypozorovanými údaji. Najít důkaz o její existenci bude mimořádně těžké, neboť se má projevovat nejspíše pouze svými gravitačními účinky na okolní objekty, ovšem nadějí je předpoklad, že by přece jen měla mít vliv na polarizaci mikrovlnného pozadí. To je známo také jako reliktní záření, které vzniklo už dávno v období rekombinace. Najít důkaz o existenci temné hmoty v předpokládaném množství a rozprostření je tak jedna z největších výzev současné astronomie.
Nyní astronomové zjistili, že jeden z dřívějších kandidátů na výskyt temné hmoty už není tak horký, jak býval. Jedná se o objekty MACHO (Massive Compact Halo Object), které se mají skládat také z černých děr, neutronových hvězd, hnědých trpaslíků. Právě objekty MACHO měly být dominantní komponentou temné hmoty v nezářivých aureolách galaxií, pokud mohu použít oxymoron. Astronomové detekují MACHO v podstatě stejně jako černé hvězdy, a to tak, že se prozradí přechodem přes nějaký zářivý objekt, jehož světlo svou gravitací silně ovlivní. V tomto případě se hledal především efekt mikročočky, který zesilovat světlo hvězd či celých galaxií. Některé výzkumné skupiny na základě těchto pozorování odhadovaly, že MACHO tvoří v naší galaxii asi 20 % veškeré temné hmoty. Na rozdíl od černých děr ale je přeci jen možné pozorovat MACHO i teleskopy, neboť je mají tvořit i slabé červené a bílé trpasličí hvězdy, po nichž může pátrat Hubble nebo budoucí JWST, nicméně právě takové typy MACHO mají mít zanedbatelný podíl na celkovém objemu temné hmoty.
Co je ale v tomto ohledu nového? Nové poznání vneslo pozorování trpasličí galaxie Eridanus II astronomy z Princeton University. Tato galaxie byla objevena teprve loni jako jedna z devíti satelitních galaxií u Mléčné dráhy, jež odhalil program Dark Energy Survey (DES). Přítomnost velkého počtu takových objektů předpovídaly počítačové modely, přičemž tyto galaxie mohou dle definice obsahovat jen mezi 1000 a 10.000 hvězdami a napříč mohou s ohledem na viditelné objekty měřit třeba jen 50 světelných let.
Timothy Brandt z Princetonu je přirovnává ke směsi helia a vzduchu, kde se malé atomy helia sráží s velkými molekulami vzduchu, vyměnují si kinetickou energii a v důsledku toho se atomy helia pohybují daleko rychleji než molekuly vzduchu. Ve vesmírném měřítku jsou atomy hélia hvězdy a molekuly vzduchu zase objekty MACHO s hmotností desítek Sluncí. Postupem času se mají hvězdy více "rozutéct", zatímco objekty MACHO budou mnohem blíže k sobě. Pozorováním srdce galaxie Eridanus II ale nebylo pozorováno, že by se hvězdy od sebe vlivem temné hmoty velice vzdálily a vytvořily nadýchanou galaxii, takže se předpokládá, že MACHO v Eridanu II mají hmotu jen do cca pěti Sluncí a celkově je v ní oproti předpokladům jen málo temné hmoty. Dle provedených měření měly hvězdy v Eridanus II dostatek času na to, aby se od sebe vzdálily, což naznačuje jejich jednoduché chemické složení, kvůli němuž je zřejmé, že vznikly už velice dávno. Galaxie Eridanus II je od nás vzdálená nějakých 1,2 milionu světelných let, což lze celkem snadno určit díky jejím jasnějším hvězdám.
Nyní jsou astronomové rádi alespoň za to, že programy DES a SDSS (Sloan Digital Sky Survey) pomohly vyřešit problém s chybějícími satelitními galaxiemi, které předpovídaly právě počítačové modely. Díky těmto programů se jejich dřívější počet 11 rozšířil cca pětinásobně, ale to stále nestačí, neboť simulace vývoje Mléčné dráhy pracují s asi tisícovkou trpasličích galaxií v našem sousedství. Můžeme se tak těšit, že další takovéto galaxie čekají na objevení a pak se budou měřit orbitální rychlosti jejich jednotlivých hvězd, s čímž má být přímou úměrou spojeno množství temné hmoty. Nicméně zrovna v této oblasti mezi astronomy nepanuje názorová shoda a Brandtovy závěry vysvětlující to, proč se hvězdy v Eridanu II moc nerozutekly, jsou už zpochybňovány a vytýkána je řada jeho domněnek, které nahrazují reálné podklady. Jiní ale souhlasí s názorem, že MACHO opravdu nejsou hlavní zásobárnou temné hmoty a je třeba hledat jinde.
Zdroj: Astronomy
Nyní astronomové zjistili, že jeden z dřívějších kandidátů na výskyt temné hmoty už není tak horký, jak býval. Jedná se o objekty MACHO (Massive Compact Halo Object), které se mají skládat také z černých děr, neutronových hvězd, hnědých trpaslíků. Právě objekty MACHO měly být dominantní komponentou temné hmoty v nezářivých aureolách galaxií, pokud mohu použít oxymoron. Astronomové detekují MACHO v podstatě stejně jako černé hvězdy, a to tak, že se prozradí přechodem přes nějaký zářivý objekt, jehož světlo svou gravitací silně ovlivní. V tomto případě se hledal především efekt mikročočky, který zesilovat světlo hvězd či celých galaxií. Některé výzkumné skupiny na základě těchto pozorování odhadovaly, že MACHO tvoří v naší galaxii asi 20 % veškeré temné hmoty. Na rozdíl od černých děr ale je přeci jen možné pozorovat MACHO i teleskopy, neboť je mají tvořit i slabé červené a bílé trpasličí hvězdy, po nichž může pátrat Hubble nebo budoucí JWST, nicméně právě takové typy MACHO mají mít zanedbatelný podíl na celkovém objemu temné hmoty.
Co je ale v tomto ohledu nového? Nové poznání vneslo pozorování trpasličí galaxie Eridanus II astronomy z Princeton University. Tato galaxie byla objevena teprve loni jako jedna z devíti satelitních galaxií u Mléčné dráhy, jež odhalil program Dark Energy Survey (DES). Přítomnost velkého počtu takových objektů předpovídaly počítačové modely, přičemž tyto galaxie mohou dle definice obsahovat jen mezi 1000 a 10.000 hvězdami a napříč mohou s ohledem na viditelné objekty měřit třeba jen 50 světelných let.
Timothy Brandt z Princetonu je přirovnává ke směsi helia a vzduchu, kde se malé atomy helia sráží s velkými molekulami vzduchu, vyměnují si kinetickou energii a v důsledku toho se atomy helia pohybují daleko rychleji než molekuly vzduchu. Ve vesmírném měřítku jsou atomy hélia hvězdy a molekuly vzduchu zase objekty MACHO s hmotností desítek Sluncí. Postupem času se mají hvězdy více "rozutéct", zatímco objekty MACHO budou mnohem blíže k sobě. Pozorováním srdce galaxie Eridanus II ale nebylo pozorováno, že by se hvězdy od sebe vlivem temné hmoty velice vzdálily a vytvořily nadýchanou galaxii, takže se předpokládá, že MACHO v Eridanu II mají hmotu jen do cca pěti Sluncí a celkově je v ní oproti předpokladům jen málo temné hmoty. Dle provedených měření měly hvězdy v Eridanus II dostatek času na to, aby se od sebe vzdálily, což naznačuje jejich jednoduché chemické složení, kvůli němuž je zřejmé, že vznikly už velice dávno. Galaxie Eridanus II je od nás vzdálená nějakých 1,2 milionu světelných let, což lze celkem snadno určit díky jejím jasnějším hvězdám.
Nyní jsou astronomové rádi alespoň za to, že programy DES a SDSS (Sloan Digital Sky Survey) pomohly vyřešit problém s chybějícími satelitními galaxiemi, které předpovídaly právě počítačové modely. Díky těmto programů se jejich dřívější počet 11 rozšířil cca pětinásobně, ale to stále nestačí, neboť simulace vývoje Mléčné dráhy pracují s asi tisícovkou trpasličích galaxií v našem sousedství. Můžeme se tak těšit, že další takovéto galaxie čekají na objevení a pak se budou měřit orbitální rychlosti jejich jednotlivých hvězd, s čímž má být přímou úměrou spojeno množství temné hmoty. Nicméně zrovna v této oblasti mezi astronomy nepanuje názorová shoda a Brandtovy závěry vysvětlující to, proč se hvězdy v Eridanu II moc nerozutekly, jsou už zpochybňovány a vytýkána je řada jeho domněnek, které nahrazují reálné podklady. Jiní ale souhlasí s názorem, že MACHO opravdu nejsou hlavní zásobárnou temné hmoty a je třeba hledat jinde.
Zdroj: Astronomy
