Hubble: teorie o temné hmotě mohou postrádat klíčovou součást

Sledování temné hmoty samotné je s využitím dostupných technologií nemožné, ale lze pozorovat její vliv na běžnou hmotu a jde pochopitelně o gravitační sílu. Ta působí rovněž na světlo, čili se i projevuje coby efekt gravitační čočky a právě toho si všímá Hubbleův vesmírný dalekohled. Díky tomu mohli nyní astronomové zjistit, že relativně malé koncentrace temné hmoty tvoří tento efekt, který je desetkrát silnější, než se dá předpokládat dle teoretických modelů. Jedná se o sledování konkrétních galaktických kup, k čemuž přispěl i Very Large Telescope (VLT - European Southern Observatory). 

 

Galaktické kupy jsou jako největší objekty ve vesmíru dle teorie drženy pohromadě právě gravitací temné hmoty, takže pokud jde o snahy jí porozumět a zjistit její podstatu, představují to prvé místo k pozorování. 

 

 

Přiložený snímek ukazuje velkou galaktickou kupu MACS J1206 a v něm můžeme vidět zkreslené obrazy ještě vzdálenějších galaxií, což má mít na svědomí právě temná hmota v této kupě, ale také velké galaxie. Nahoře vpravo a dole máme právě příklad toho, jak galaxie v popředí ukazují pokřivený i několikanásobný obraz vzdálených objektů, které se ukazují v modrém spektru. 

 

Nahoře vlevo pak máme zvýrazněny červené oblasti, což jsou mračna vodíku pocházejícího z jednoho vzdáleného zdroje, což by mohla být jinak velice mdlá galaxie. 

 

Zde tak jde o příklady toho, jak světlo ohýbá a obraz deformuje nějaký dobře pozorovatelný objekt, ale Hubble může sledovat v galaktických kupách také řadu míst, kde je dle míry zkreslení obrazu soustředěna temná hmota (zvláště uprostřed kup). Vedle výše zmíněné galaxie MACS J1206.2-0847 byly v projektu využity také  MACS J0416.1-2403 a Abell S1063.

 

Abell S1063

 

Na co se tedy přesně přišlo? Překvapivé bylo především zjištění, že přímo ve zkreslených obrazech vzdálenějších objektů se objevily ještě menší pokřivené obrazy a právě v takových místech v masivních galaxiích by měla být soustředěna temná hmota o značné gravitační síle. 

 

Následovala spektroskopická studie měřící rychlost oběhu hvězd kolem jádra galaxií, dle čehož pak byl odhadnut jejich celkový objem hmoty včetně té temné. Vznikla tak mapa sledovaných kup i s rozmístěním temné hmoty, která byla porovnána s počítačovými simulacemi a právě ty neukázaly stejné koncentrace temné hmoty, jež by dokázaly ovlivnit světlo způsobem, jaký byl pozorován. 

 

Trošku světla by do problematiky s temnou hmotou mohl vnést nový Nancy Grace Roman Space Telescope, který se ale teprve připravuje. Schopen bude díky svému širokému záběru a vysokému rozlišení pozorovat mnohem více objektů, na nichž si astronomové budou moci ověřit své teoretické modely. 

 

Zdroj: NASA