Detektivové temné hmoty sotva něco vědí o temné hmotě, ale teď to vědí: Chová se jinak na okrajích starých galaxií než v nových.
Temná hmota je věc, kterou ve vesmíru nevidíme. Tvoří většinu hmoty ve vesmíru, ale nevyzařuje světlo. Nicméně, to tahá na všechno s gravitací. Všechno ve vesmíru funguje, jako by ho táhly velké těžké mraky něčeho, co nevidíme. Astronomové si nejsou jistí, co to je.
Nový příspěvek, publikovaný 3. ledna v časopise Měsíční oznámení Královské astronomické společnosti, však pomáhá jej zúžit.
Většina temné hmoty, o které vědci vědí, existuje v „halos“ nebo v oblacích uvnitř galaxií. Ale je tu problém: Podle počítačových simulací se tato jádra nechová tak, jak by měla.
Když vědci modelují chování halos temné hmoty, tyto struktury obvykle vytvářejí určité tvary: husté koule temné hmoty ve středu galaxií, obklopené zakalenými obláčky věci. Astronomové to nazývají „vrcholem“ distribuce temné hmoty. Ve skutečnosti se však mnoho galaxií chová, jako by jejich temná hmota obíhala ve vnějším dosahu galaxie a obklopovala „jádro“, které je víceméně prázdné od neviditelného materiálu. Astronomové nazývají tento rozpor „problémem jádra“.
Populární vysvětlení problému hrotového jádra, zvaného model „Sinterming Self Interactioning Dark Matter“ (SIDM), naznačuje, že temná hmota existuje nejen mimo fyziku, kterou jsme schopni přímo detekovat a porozumět, ale také působí na sám pomocí neznámých sil. Pokud se interakce temné hmoty s ní liší od jejích interakcí s běžnou hmotou, mohlo by to vysvětlit, jak se jí podařilo cestovat z center galaxií směrem k jejich okrajům.
Toto vysvětlení však může být příliš komplikující, uvádí nová studie.
Jiná síla mohla vytlačit temnou hmotu ze středu galaxií: zahřátí temné hmoty. To se týká intenzivní energie a větru z formování hvězd, které vytlačují temnou hmotu ze středu galaxií (kde se tvoří většina nových hvězd). Existuje však jen málo přímých důkazů o tomto jevu, ai kdyby existovaly, není jasné, zda by takové zahřívání bylo dostatečně silné, aby mohlo vysvětlit rozpor mezi modely distribuce temné hmoty a tím, co pozorování ukazují.
Tento nový dokument však naznačuje, že zahřívání temné hmoty je správným vysvětlením.
Autoři studovali 16 trpasličích galaxií rozdělených zhruba do dvou kategorií: galaxie, které přestaly tvořit hvězdy před miliardami let, a galaxie, které přestaly tvořit hvězdy v poslední době nebo stále vytvářejí hvězdy.
Vědci zjistili, že starší, méně aktivní galaxie měly tendenci mít kousky temné hmoty - oblasti v jejich centrech se spoustou temné hmoty. Aktivnější galaxie měly sklon mít prázdná jádra.
Nová zjištění naznačují, že zahřívání temné hmoty je skutečné a hraje významnou roli v tom, jak se temná hmota chová. Galaxie, které už dávno přestaly tvořit hvězdy, měly také méně energie, aby vytlačily temnou hmotu z galaktického centra. V těchto případech se temná hmota chovala tak, jak to jednoduché modely předpovídají. Aktivnější hvězdotvorné galaxie se více zahřívaly a díky tomu se tam temná hmota odchýlila od modelů.
Pokud je toto zjištění správné, zužuje možnosti toho, jaká by mohla být temná hmota, i když ne dramaticky: Musí to být prostě něco, co by bylo vyfouknuto z středu galaxie se spoustou nových hvězd. A tento výsledek může znamenat, že není nutné navrhovat nejrůznější bizarní vlastnosti temné hmoty, které by vysvětlovaly, jak se látka chová.
Stále není nic jisté. Vědci ve své práci uznali, že se spoléhali na metody simulace temné hmoty, které se dostaly pod určitou kritiku. Mohou existovat jiné galaxie s vlastnostmi někde mezi hrotem a jádrovými modely, což by nové poznatky komplikovalo.
Prozatím však detektivové temné hmoty mohou na své vývěsky zakryté červenou šňůrou přitáhnout další důkaz.
