Poprvé odhalena vlákna temné hmoty Cosmic Web

Ukázalo se, že temná hmota je koncentrována ve vláknech ve velkolepé kupě galaxií oblíbené mezi amatérskými astronomy. Tato vlákna vysvětlují, proč galaxie zaujímají jejich umístění. Zjištění ukazuje, že zatímco naše modely vesmíru čelí výzvám, stále předpovídají mnoho věcí poměrně dobře.

Galaxie nejsou ve vesmíru rozmístěny náhodně, místo toho se choulí v malých skupinách, jako je ta, jejíž součástí je naše vlastní Mléčná dráha, a mnohem větších kupách. Tyto také sledují vzory a podle konkordančního kosmologického modelu se vyskytují tam, kde se setkávají obrovská vlákna, která tvoří kosmickou síť.

Testy této teorie našly důkazy, které ji podporují, pokud jde o obyčejnou baryonickou hmotu, která tvoří hvězdy. Model však předpovídá, že tato vlákna budou většinou tvořena temnou hmotou, jejíž přítomnost je mnohem těžší potvrdit. Koneckonců, temnou hmotu nevidíme – je to v názvu – a ani nevíme, co to je. Mapování jeho distribuce představuje zjevné problémy.

Ty však nejsou nepřekonatelné, protože tým z jihokorejské univerzity Yonsei tvrdí, že je překonal do té míry, že ukázal, že tato vlákna kosmické sítě mají také složku temné hmoty. Spíše než odvozování přítomnosti temné hmoty z rozložení zdrojů světla, tým hledal zkreslení světla ze vzdálenějších objektů, což naznačuje zkreslení v časoprostoru.

Takové ohýbání struktury vesmíru lze, pokud víme, provést pouze nesmírnými gravitačními silami. Můžeme to vidět z masivních objektů, které vidíme, a gravitace z temné hmoty by měla dělat totéž.

Tým Yonsei obrátil dalekohled Subaru na kupu Coma, která je navzdory tomu, že je vzdálená 320 milionů světelných let, tak svítivá, že nejjasnější galaxie přitahují zadní dalekohledy k pozorování souhvězdí Coma Berenices. Zjistili, že kupa ovlivňuje světlo ze vzdálenějších zdrojů mnohem více, než by mohly galaxie v ní – a to i včetně související temné hmoty – vysvětlit.

Určitá koncentrace hmoty leží mezi galaxiemi, a pokud jsou modely správné, měla by ležet podél takzvaných intracluster filaments (ICF). Prohlášení z dalekohledu Subaru popisuje ICF jako „koncové konce vláken temné hmoty“, které se táhnou přes miliony světelných let.

Je zde také historie výběru Coma Cluster. V roce 1933 Fritz Zwicky oznámil, že rychlost, s jakou se galaxie v kupě Coma pohybovaly, byla tak velká, že by bylo zapotřebí ohromující množství hmoty, aby je udržela pohromadě. Zwicky ukázal, že více hmoty, než by poskytla viditelná složka těchto galaxií, což naznačuje, že musí existovat něco víc, co bylo nakonec pojmenováno temná hmota. Ačkoli existence temné hmoty byla navržena již dříve a byla obecně přijata až po desetiletích na základě rychlosti galaktické rotace, Zwicky je nyní považován za průkopníka v tomto tématu.

Autoři zmapovali rozložení hmoty v kupě podle toho, kde jsou zkreslení ve vzdálenějším světle nejextrémnější, což je proces známý jako „slabá čočka“. Porovnali umístění vrcholů v hmotě s předpověďmi, kde by tato vlákna měla ležet.

To, co autoři nazývají severní ICF, dobře odpovídalo očekáváním, ačkoli papír oznamující výsledek uvádí, že západní je „na spodní hranici distribuce“.

ICF jsou také mnohem hustěji zaplněny hmotou než jejich okolí – 67krát, respektive 33krát větší hustotu pozadí, jak uvádějí autoři. Zjištění společně naznačují, že podstatná část hmoty shluku koma je obsažena v ICF procházejících skrz něj.

Kromě poskytnutí dalších důkazů o existenci temné hmoty, což je něco, co přijala velká většina astronomů, práce naznačuje, že naše chápání jejího rozložení je na správné cestě.

Na druhou stranu, protože tyto ICF nejsou viditelné, když pouze počítáme galaxie a měříme jejich jasnost, autoři naznačují, že hmoty kup jsou pravděpodobně podhodnoceny.

Studie je publikována v Nature Astronomy.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *