Kytarová mlhovina. Klikni pro zvětšení
Vzhledem k tomu, že tvoří velkou část vesmíru, měli byste si myslet, že bychom věděli, jaká temná hmota je teď. Mezinárodní tým vědců nyní teoretizuje, že temná hmota by mohla být třídou částic známých jako „sterilní neutrina“. Tyto částice, vytvořené přímo u Velkého třesku, by mohly odpovídat za chybějící hmotu Vesmíru a měly by užitečný vedlejší účinek, který by urychlil časnou tvorbu hvězd.
Temná hmota mohla hrát hlavní roli při vytváření hvězd na samých počátcích vesmíru. Pokud tomu tak ale je, musí tmavá hmota sestávat z částic zvaných „sterilní neutrina“. Peter Biermann z Institutu Maxe Plancka pro rozhlasovou astronomii v Bonnu a Alexander Kusenko z Kalifornské univerzity v Los Angeles ukázali, že když se rozpadají sterilní neutrina, urychluje tvorbu molekulárního vodíku. Tento proces mohl pomoci rozsvítit první hvězdy jen asi 20 až 100 milionů let po velkém třesku. Tato první generace hvězd poté ionizovala plyn, který je obklopoval, asi 150 až 400 milionů let po velkém třesku. To vše poskytuje jednoduché vysvětlení některých poněkud záhadných pozorování týkajících se temné hmoty, neutronových hvězd a antihmoty.
Vědci objevili, že neutrina mají hmotnost prostřednictvím experimentů s oscilací neutrin. To vedlo k domněnce, že existují „sterilní“ neutrina - také známá jako pravotočivá neutrina. Nezúčastňují se přímo slabých interakcí, ale interagují prostřednictvím smíchání s běžnými neutriny. Celkový počet sterilních neutrin ve vesmíru je nejasný. Pokud má sterilní neutrino pouze hmotnost několika kiloelektronvoltů (1 keV je miliontina hmotnosti atomu vodíku), vysvětlilo by to obrovskou, chybějící hmotu ve vesmíru, někdy nazývanou „temná hmota“. Astrofyzikální pozorování podporují názor, že temná hmota se pravděpodobně skládá z těchto sterilních neutrin.
Biermannova a Kusenkoova teorie osvětluje řadu dosud nevysvětlených astronomických hádanek. Za prvé, během velkého třesku by se hmota neutrin vytvořená ve Velkém třesku rovnala tomu, co je potřeba k zodpovězení temné hmoty. Za druhé, tyto částice by mohly být řešením dlouhodobého problému, proč se pulsary pohybují tak rychle.
Pulsary jsou neutronové hvězdy rotující velmi vysokou rychlostí. Vznikají při výbuchu supernovy a obvykle jsou vypuzovány jedním směrem. Exploze jim dává „tlak“, jako raketový motor. Pulsary mohou mít rychlosti stovky kilometrů za sekundu - nebo někdy i tisíce. Původ těchto rychlostí zůstává neznámý, ale emise sterilních neutrin by vysvětlovala pulsarové kopy.
Kytarová mlhovina obsahuje velmi rychlý pulsar. Pokud je temná hmota vyrobena z částic, které reionizovaly vesmír - jak naznačují Biermann a Kusenko - pulzarův pohyb by mohl vytvořit tuto kosmickou kytaru.
Zatřetí, sterilní neutrina mohou pomoci vysvětlit nepřítomnost antihmoty ve vesmíru. V raném vesmíru mohly sterilní neutrina „ukradnout“ to, co se nazývá „leptonovo číslo“ z plazmy. Později byl nedostatek leptonova čísla převeden na nenulové číslo baryonu. Výsledná asymetrie mezi baryony (jako protony) a antibaryony (jako antiprotony) by mohla být důvodem, proč vesmír nemá antihmotu.
"Tvorba středních galaktických černých děr, stejně jako struktura na subgalaktických stupnicích, upřednostňuje sterilní neutrina, aby odpovídala za temnou hmotu." Souhlas několika nepřímých důkazů vede k přesvědčení, že dlouho hledaná částice temné hmoty může být ve skutečnosti sterilním neutrinem, “říká Peter Biermann
Původní zdroj: Max Planck Society
