Vědci mají nové vysvětení nedostatku malých galaxií

10.09. 16:45 | Autor: Radek John

Když kosmologové naprogramují do počítače zákony, o nichž si myslí, že řídí fungování vesmíru, chová se křemíkový kosmos skoro jako skutečný. Jedna z věcí, jimiž se odličuje od pozorovatelného stavu, je větší množství malých galaxií, podobných například Magellanovým oblakům, které obíhají naši Mléčnou dráhu.

Zatím nejlepšímu modelu vývoje vesmíru říkají vědci Lambda-CDM. První část názvu odkazuje na kosmologickou konstantu, označovanou řeckým písmenem Λ (lambda). Popisuje rychlost rozpínání vesmíru. Druhá část poukazuje na přítomnost takzvané chladné temné hmoty (anglicky cold dark matter = CDM). Ternto model předpokládá, že 84,5 procenta veškeré hmoty ve vesmíru je hmota temná. Nesvítí ani nepohlcuje světlo. Není vidět. Vědci soudí, že je skutečná, podle jejího gravitačního působení na hmotu, která vidět je.

V modelu ΛCDM, prostupuje vesmírem síť temné hmoty. Její gravitace řídí rozmístění obyčejné viditelné hmoty. Ta se shromažďuje kolem vláken sítě a tvoří galaxie. Pro ty velké, jako je třeba naše Mléčná dráha, model funguje. Když ho naprogramujete do počítače - samozřejmě patřičně výkonného - skončí s velice podobnými útvary v podobném množství. Horší je to s malými galaxiemi, které velké galaxie většinou obíhají.

Velké Magellanovo mračno -- trpasličí galaxie obíhající Mléčnou dráhu.

Rozptylování navíc

Kosmologický model jich předpovídá víc, než jich astronomové skutečně pozorují. Skupina vědců vedená Celine Boehmovou z Durhamské univerzity navrhla způsob, jak problém vyřešit. Podrobnosti zveřejnili vědci v časopise Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Temná hmota je temná, protože nereaguje se světlem. Boehmová a její spolupracovníci zkusili model ΛCDM vylepšit tak, aby s ním přece jen trochu reagovala.

Světlo mělo schopnost temnou hmotu rozptylovat. Rozptyl měl podle předpokladů vědců narušit menší shluky temné hmoty a zabránit, aby se okolo nich usazovala obyčejná hmota. Z té by pak nevznikaly hvězdy ani galaxie.

Velké galaxie by pak měly méně satelitů, což astronomové pozorují i ve skutečném vesmíru. "Nevíme, jak silné by tyhle interakce měly být, proto do toho musely vstoupit naše simulace," prohlásila Boehmová. Kosmologové zkusili počítači zadávat různé scénáře vylepšené o rozptylování.

Nedostatek oběžnic

Porovnali je i s běžnou verzí modelu ΛCDM. Podařilo se jim získat obraz vesmíru podobnému tomu našemu, v němž okolo Mléčné dráhy obíhá něco mezi čtrnácti a šestadvaceti menšími galaxiemi. Když nechali světlo rozptylovat temnou hmotu víc, dospěli i k obrazu vesmíru, v němž se satelitní galaxie nevyskytovaly vůbec.

Malé Magellanovo mračno -- trpasličí galaxie obíhající Mléčnou dráhu.

Problému chybějících satelitů si vědci všimli před šestnácti lety. Od té doby čas od času navrhnou nějakou teorií, která by ho mohla vyřešit. Pořád ještě ale není jisté, jestli opravdu existuje. Nejlépe se totiž dají pozorovat satelitní galaxie, které obíhají naši vlastní.

Zatím se nedá vyloučit, že Mléčná dráha z nějakého neznámého důvodu, třeba jen kvůli náhodnému kolísání, nemá méně oběžnic než ostatní velké galaxie. I samotná temná hmota je stále ještě pochybný koncept. Z čeho by mohla být, zatím nikdo neví.

Foto: NASA/JPL-Caltech/STScI , Boris Štromar, ESA/NASA/JPL-Caltech/STScI

Autor: Radek John