Kam se poděla temná hmota? Není tam, kde být měla

19.04. 17:15 | Autor: - red -

Umělecká představa naší galaxie obklopené oblakem temné hmoty. Nová studie ji však v širokém okolí Slunce neodhalila.

Dosud nejpřesnější měření pohybů hvězd v naší galaxii neprokázalo přítomnost temné hmoty v rozsáhlé oblasti, kde by jí podle stávající teorie mělo být naopak velké množství. To znamená, že se astrofyzikové buď mýlili, nebo částice temné hmoty nelze ze Země tak snadno detekovat.

Astronomové pracující s dalekohledem MPG/ESO na observatoři La Silla v Chile zmapovali pohyb více než čtyř set hvězd až do vzdálenosti 13 tisíc světelných let od Slunce. Na základě těchto údajů spočetli hmotnost materiálu v prostoru o objemu čtyřikrát větším, než jaký byl kdy zkoumán.

"Množství hmoty, které jsme takto odhalili, se shoduje s tím, co v okolí Slunce vidíme - hvězdy, prach a plyn. To ale nenechává žádný prostor pro další materiál, který jsme očekávali - temnou hmotu. Naše výpočty ukazují, že by se v provedených měřeních měla její přítomnost velmi jasně projevit. Ale prostě tam není," říká vedoucí týmu Christian Moni Bidin.

Temná hmota je substance, kterou nelze přímo pozorovat a její přítomnost je možno prokázat pouze nepřímo. Podle současných teorií je vesmír tvořen z běžné atomární látky (4 %), temné hmoty (23 %) a temné energie (73 %). Temná hmota tedy představuje více než 80 % hmoty vesmíru a na běžnou hmotu zbývá necelých 20 %. O temné energii se předpokládá, že pohyby hvězd uvnitř galaxií neovlivňuje.

Skrývá se, nebo tam vůbec není?

Astronomové po temné hmotě pátrali pomocí dalekohledu MPG/ESO na observatoři La Silla v Chile. Původně byla existence temné hmoty teoreticky navržena, aby pomohla vysvětlit, proč vnější části galaxií včetně té naší rotují tak rychle. V současnosti však hraje výraznou úlohu také v teoriích popisujících vznik a vývoj galaxií samotných. Veškeré pokusy o detekci temné hmoty provedené v laboratořích na Zemi byly zatím neúspěšné.

Pečlivým měřením pohybů mnoha hvězd, především těch ležících mimo rovinu naší galaxie, mohli členové týmu zpětně vystopovat, kolik hmoty se zde nachází. Pohyby jsou totiž důsledkem vzájemného gravitačního přitahování veškeré látky bez ohledu na to, zda se jedná o hvězdy, nebo o temnou hmotu.

Existující modely vývoje a rotace galaxií naznačují, že galaxie obklopuje halo temné hmoty. Vysvětlit nedostatek temné hmoty pozorovaný v nové studii však pouze její velmi nepravděpodobné rozložení - například halo s velmi protaženým tvarem. Aktuální výsledky, publikované v časopise The Astrophysical Journal, tedy znamenají, že je nepravděpodobné, aby pokusy o detekci temné hmoty na Zemi pomocí sledování zřídkavých interakcí s normální hmotou byly úspěšné.

"Přes tento nový výsledek galaxie jistě rotuje mnohem rychleji, než je možné vysvětlit přítomností běžné hmoty. Takže, pokud temná hmota není tam, kde ji očekáváme, je potřeba nalézt nové řešení, které problém nedostatku hmoty vysvětlí," uzavírá Christian Moni Bidin.

Foto: ESO/L. Calçada, H.H.Heyer

Autor: - red -