Nová studie Spitzerova kosmického dalekohledu NASA naznačuje, že galaxie se tvoří uvnitř shluků temné hmoty. Tento nový průzkum Spitzer zjistil, že množství temné hmoty obklopující vzdálené galaxie je překvapivě konzistentní.
Začněte se spoustou a spoustou temné hmoty, pak vmíchejte plyn. Nechte směs chvíli chvíli sedět a z těsta by měla vystoupit galaxie.
Tento jednoduchý recept na pečení galaxií nelze provádět doma, ale odráží to, co se astronomové učí o formování galaxií. Jako pečení chleba s kvasinkami je pro růst galaxie zapotřebí tajemná látka ve vesmíru zvaná temná hmota.
Nová studie Spitzerova kosmického dalekohledu NASA nyní vylepšuje to, co je o této základní složce galaxií známo. Naznačuje, že není nutná pouze temná hmota, ale musí být přítomno minimální množství materiálu, než se může formovat galaxie. Nic méně by neznamenalo žádnou galaxii - kosmický ekvivalent selhaného bochníku chleba.
"Galaxie se rodí v obrovských shlucích temné hmoty," řekl Dr. Duncan Farrah z University of Cornell, Ithaca, N.Y. "Zjišťujeme, že tyto shluky se zdají být pozoruhodně konzistentní co do velikosti, od galaxie po galaxii." Farrah je hlavním autorem článku, který popisuje toto a další nálezy v nedávném vydání Astrophysical Journal Letters.
Jak jeho název napovídá, temná hmota nevyzařuje žádné světlo, takže ji žádný konvenční dalekohled nemůže vidět. Takzvaná normální hmota, která zahrnuje rostliny a lidi a nejrůznější vesmírné objekty, vydává elektromagnetické záření nebo světlo. Ve vesmíru je asi pětkrát více temné hmoty než normální hmota.
Přesto má temná hmota hmotu, což znamená, že může vykonávat gravitační tahy na normální hmotu.
"Temná hmota má gravitaci, takže kromě" normálního "plynu přitahuje stále více temné hmoty," uvedl spoluautor Dr. Jason Surace z Spitzer Science Center NASA na Kalifornském technologickém institutu v Pasadeně. "Víme, že se plyn nakonec kondenzuje na hvězdy, které tvoří galaxie, ale Spitzerova studie naznačuje, že k tomu nedojde, dokud temná hmota nedosáhne kritického množství."
Farrah a jeho kolegové použili data z infračerveného extragalaktického průzkumu Spitzer Wide area infračerveného výzkumu ke studiu stovek vzdálených objektů, nazývaných ultrafialové infračervené galaxie, které se nacházejí miliardy světelných let daleko. Tyto mladé galaxie jsou neuvěřitelně jasné a plné spousty zaprášené hvězdné formace.
Zpočátku se vědci snažili lépe porozumět tomu, jak se mladé galaxie a temná hmota vyvíjejí a shlukují do obřích shluků zralých galaxií, které dominují v našem dnešním vesmíru. "Možná si myslíte, že galaxie jsou náhodně rozmístěny po obloze, jako když hodíte hrst písku na podlahu," řekl Farrah. "Ale nejsou a důvodem může být to, že shluky temné hmoty kolem mladých galaxií se navzájem přitahují jako lepidlo."
Když Farrah a jeho kolegové pevně určili, jak pevně se ultraluminózní infračervené galaxie začaly shlukovat, dokázali nepřímo měřit, kolik „lepidla“ temné hmoty bylo přítomno. Čím užší je seskupení, tím více temné hmoty tam bylo. Tento výpočet provedli pro dvě dávky galaxií v různých vzdálenostech od Země.
Tehdy si všimli něčeho divného. Pro každou galaxii, kterou studovali, bez ohledu na to, jak daleko jsou, se zdálo, že obklopují shluky temné hmoty přibližně stejné velikosti, což odpovídá 10 bilionům slunečních hmot. Protože astronomové nenašli žádné galaxie spojené s méně než 10 biliony slunečních hmot tmavé hmoty, věří, že toto množství musí být minimem nezbytným pro vytvoření ultraluminózní infračervené galaxie.
"Tyto shluky temné hmoty mohou být jako semena, která rodí tyto vzdálené galaxie," řekl Surace. "Podobné galaxie v naší blízké vesmírné podobě úplně jiným způsobem, takže to, co se učíme, se vztahuje na jinou epochu v našem vesmíru, daleko zpět v kosmickém čase."
Zda astronomie vyvstává i v tom, zda se mohou podobným způsobem objevit i jiné typy galaxií. Předchozí studie o vysoce energetických galaxiích zvaných kvazary naznačily, že tyto objekty také potřebují růst minimální hmoty temné hmoty. Pouze v tom případě nebylo „těsto“ galaxií tak husté, asi čtyři až pět bilionů slunečních hmot.
Zdá se, že astronomové budou muset počkat trochu déle, než se vesmír vzdá svých nejlépe udržovaných rodinných receptů.
Původní zdroj: NASA News Release
