Skip to content

Vědci v úžasu: Čím je překvapila temná hmota ve vesmíru?

Analýza dat získaných v rámci rozsáhlé přehlídky galaxií, kterou v uplynulých letech prováděl dalekohled ESO/VST pracující na observatoři Paranal v Chile, naznačuje, že hustota temné hmoty ve vesmíru by mohla být nižší a její rozložení rovnoměrnější, než se dosud myslelo.

Mezinárodní tým vědců využil snímky získané v rámci přehlídky KiDS k výzkumu vlivu gravitačního působení nejrozsáhlejších struktur hmoty ve vesmíru na světlo přicházející od patnácti milionů sledovaných vzdálených galaxií. Zdá se, že výsledky získané tímto způsobem jsou v rozporu se staršími závěry učiněnými na základě údajů z družice Planck.

Hendrik Hildebrandt (Argelander-Institut für Astronomie, Bonn, Německo) a Massimo Viola (Leiden Observatory, Nizození) spolu s týmem spolupracovníků z řady vědeckých institucí po celém světě zpracovávali snímky, která probíhá pomocí dalekohledu ESO/VST (VLT Survey Telescope) na observatoři Paranal v Chile. Při svém výzkumu využili záběry pokrývající pět vybraných oblastí oblohy o celkové ploše 2200krát přesahující rozměry kotouče Měsíce v úplňku a na snímcích identifikovali asi 15 milionů galaxií. Díky mimořádně kvalitním záběrům a s použitím inovativního počítačového programu se vědcům podařilo získat jedno z nejpřesnějších měření efektu, který je označován jako kosmický střih. Jedná se o drobné poruchy v pozorovaném obrazu galaxií způsobené slabou gravitační čočkou – paprsky světla přicházející ze vzdálených galaxií jsou mírně ohýbány gravitačním působením mezilehlých objektů.

02
Teleskop VLT.

V případě kosmického střihu to jsou velkorozměrové struktury vesmíru, které paprsky světla zakřivují. Ve srovnání s klasickým efektem gravitační čočky, který způsobují například kupy galaxií, nastávají v tomto případě mnohem nenápadnější efekty. Aby byl signál kosmického střihu dostatečně výrazný a astronomové ho mohli použít k mapování rozložení gravitačně působící hmoty, je potřeba využít data z rozsáhlých a hlubokých přehlídek oblohy, jako je třeba KiDS. Tato studie využívá záběry dosud největší celkové plochy oblohy, jaká byla touto technikou zmapována.

Mapa rozložení temné hmoty podle přehlídky KiDS.

Jak se však zdá, výsledky provedených analýz jsou v rozporu se závěry učiněnými na základě měření evropské družice Planck, jedné z nejvýznamnějších nedávných kosmických misí určených ke zkoumání základních vlastností vesmíru. Členové týmu KiDS se konkrétně zabývali měřením klíčového kosmologického parametru, který udává, jakým způsobem je hmota ve vesmíru rozložena, a dospěli k výrazně nižší hodnotě, než jaká byla odvozena na základě měření satelitu Planck. Massimo Viola vysvětluje: „Tento nejčerstvější výsledek naznačuje, že temná hmota, která představuje zhruba čtvrtinu celkové hmoty a energie ve vesmíru, se shlukuje méně, než jsme se doposud domnívali.“

04
O chybějící hmotě referoval už v roce 1932 Jan Oort a roku 1933 švýcarsko-americký astronom Fritz Zwicky, na základě nesrovnalosti při studiu rotací galaxií.

Temná hmota stále uniká našemu pozorování. Její přítomnost ve vesmíru se projevuje pouze gravitačním působením. Studie tohoto typu představují v současnosti nejlepší způsob jak odhadnout uspořádání, rozměry shluků a celkové rozložení této neviditelné substance. Překvapivý výsledek této studie má však dalekosáhlé implikace pro naše širší chápání celého vesmíru a jeho vývoje během téměř 14 miliard let trvající historie. Takto nápadná neshoda s dříve dosaženými výsledky pro astronomy znamená, že budou muset znovu prověřit současné chápání některých základních aspektů vývoje vesmíru. Hendrik Hildebrandt to komentuje slovy: „Naše výsledky pomohou zlepšit stávající teoretické modely vývoje vesmíru od počátku až do současnosti.“

Planck will be launched in tandem with another ESA mission, Herschel, on board an Ariane 5 ECA rocket from Europe?s spaceport in Kourou, French Guyana. The two spacecraft will separate soon after launch and head into different orbits around the 2nd Lagrangian point, or L2. This is a point in space situated at about 1.5 million km from Earth in the opposite direction from the Sun. On reaching the L2 point Planck will be injected into a Lissajous orbit (an example of orbit that winds around a torus and never closes on itself) using the onboard thrusters. Credits: ESA ? D. Ducros
Výsledky práce sondy Planck jsou v rozporu s novými zjištěními vědců.

Analýza dat získaných dalekohledem VST v rámci projektu KiDS je důležitým krokem, ale očekává se, že budoucí generace teleskopů bude schopná poskytnout ještě širší a hlubší přehlídky oblohy.
Catherine Heymansová (University of Edinburgh, UK) dodává: „Odhalování událostí, které se ve vesmíru odehrály od velkého třesku, je mimořádně obtížný úkol, ale zkoumáním vzdálených oblastí jsme schopni sestavit alespoň přibližný obraz toho, jakým způsobem vesmír dospěl ve svém vývoji až do současného stavu.“ „Rozpor, který vidíme mezi našimi výsledky a kosmologií podle satelitu Planck, je v tomto okamžiku do očí bijící. Budoucí kosmické mise, jako například satelit Euclid nebo projekt pozemního dalekohledu LSST (Large Synoptic Survey Telescope), nám umožní měření zopakovat a lépe pochopit, co nám vesmír o sobě tímto způsobem prozrazuje,“ dodává Konrad Kuijken (Leiden Observatory, Nizozemí), hlavní vědecký pracovník přehlídky KiDS.

Foto: ESA, ESO
Právě v prodeji
Sdílej!
Komentáře
Další články z rubriky Věda a technika Zobrazit více …