Temná hmota sa v učebniciach často opisuje ako niečo tiché, chladné a takmer nedotknuteľné. Nový výskum však naznačuje, že realita môže byť oveľa divokejšia. Podľa fyzika Hai Bo Yua sa totiž v určitých situáciách môže správať skôr ako hustý dav, kde do seba častice neustále narážajú. A práve takéto správanie by mohlo naraz vysvetliť tri kozmické záhady.
Fyzik Hai Bo Yu z Kalifornskej univerzity v Riverside prišiel s modelom, ktorý ide proti bežnej predstave temnej hmoty ako niečoho pasívneho a takmer nedotknuteľného. Namiesto častíc, ktoré sa len míňajú bez kontaktu, navrhuje scenár, v ktorom do seba častice temnej hmoty narážajú a vymieňajú si energiu. Na tému upozornil server brieflycurious.com.
Odoberaj Vosveteit.sk cez Telegram a prihlás sa k odberu správ
Husté zhluky temnej hmoty môžu mať hmotnosť miliónov Sĺnk
Štúdia publikovaná v časopise Physical Review Letters opisuje mimoriadne husté zhluky samointeragujúcej temnej hmoty s hmotnosťou približne miliónkrát väčšou než má Slnko. Práve takéto objekty by podľa autora mohli vysvetliť tri odlišné javy, ktoré astronómov už dlhší čas mätú.
Zdroj: AI, Vosveteit.sk, ilustračný obrázok
Štandardný model predpokladá, že temná hmota je „studená“ a prakticky bez kolízií, teda že jej častice cez seba prechádzajú bez toho, aby sa výraznejšie ovplyvňovali. Tento prístup je úspešný vo veľkých mierkach, no má problém s niektorými mimoriadne hustými štruktúrami, ktoré pozorujeme vo vesmíre. Aj preto Yu pracuje s takzvanou samointeragujúcou temnou hmotou, označovanou skratkou SIDM.
„Rozdiel je ako medzi davom ľudí, ktorí sa navzájom ignorujú, a davom, kde sa všetci neustále narážajú jeden do druhého. Pri SIDM môžu tieto interakcie dramaticky zmeniť vnútornú štruktúru halo temnej hmoty,“ vysvetľuje Hai Bo Yu.
Rovnaký typ temnej hmoty sa má skrývať za tromi zvláštnymi javmi
Na celej práci je najzaujímavejšie to, že jeden a ten istý mechanizmus má fungovať v troch úplne odlišných prostrediach. Nejde teda o tri oddelené vysvetlenia, ale o jeden model, ktorý sa snaží zasiahnuť tri terče naraz.
Populárna spravodajská aplikácia pre iOS a Android dostala veľkú aktualizáciu. Pribudlo množstvo nových funkcií, ktoré musíš vyskúšať
Prvá záhada sa týka gravitačnej šošovky JVAS B1938+666. V tomto systéme sa podľa pozorovaní nachádza niečo extrémne husté, čo deformuje a zosilňuje svetlo vzdialených galaxií. Yu tvrdí, že práve hustý zhluk samointeragujúcej temnej hmoty by mohol byť prirodzeným vysvetlením tejto anomálie.
Druhý jav sa odohráva oveľa bližšie, v našej vlastnej Galaxii. Hviezdny prúd GD 1 nesie zvláštny „spur and gap“ podpis, teda akúsi výbežkovú jazvu a medzeru, akoby ním prešiel neviditeľný, no veľmi kompaktný objekt. Aj tu by podľa modelu mohlo ísť o rovnaký typ hustého halo temnej hmoty.
Tretia záhada sa skrýva v trpasličej satelitnej galaxii Fornax. Objekt Fornax 6 je nezvyčajne kompaktný a hustý. Podľa Yua by tam hustý zhluk temnej hmoty mohol fungovať ako neviditeľná gravitačná pasca, ktorá zachytáva okoloidúce hviezdy a sústreďuje ich do tesného zoskupenia.
Zrážky častíc môžu stlačiť temnú hmotu do extrémne hustého jadra
Kľúčovým procesom je takzvaný gravotermálny kolaps. Znie to zložito, no princíp je pomerne jednoduchý. Keď častice temnej hmoty do seba narážajú a presúvajú si energiu, vnútro halo sa môže časom extrémne zahustiť. Výsledkom je kompaktné jadro s oveľa vyššou hustotou, než akú by si čakal pri bežnom modeli bez interakcií.
Zdroj: Bing Image Creator
Práve na týchto pozorovaniach je vidieť, kde má štandardný model najväčší problém. Štandardný model má problém prirodzene vytvoriť objekty s takou hustotou, akú naznačujú pozorovania pri JVAS B1938+666, GD 1 či Fornax 6. SIDM ich podľa autora nevyrába nasilu, ale ako prirodzený dôsledok svojho správania. To je presne dôvod, prečo táto teória momentálne púta takú pozornosť.
„Pozoruhodné je, že ten istý mechanizmus funguje v troch úplne odlišných prostrediach, vo vzdialenom vesmíre, v našej galaxii aj v susednej satelitnej galaxii. Všetky ukazujú hustoty, ktoré sa ťažko dajú zosúladiť so štandardným modelom temnej hmoty, no pri SIDM vznikajú prirodzene,“ uviedol Hai Bo Yu.
Táto teória temnú hmotu nedokazuje, no dobre sedí na tri anomálie
Táto štúdia ešte neznamená, že vedci konečne rozlúskli temnú hmotu. Ukazuje však, že model samointeragujúcej temnej hmoty vie na tri zvláštne pozorovania sedieť podstatne lepšie než bežný scenár, v ktorom sa častice navzájom takmer vôbec neovplyvňujú.
Podstatné je, že rovnaký problém sa neukazuje len na jednom mieste. Ak sa rovnaký typ hustého neviditeľného objektu objavuje pri gravitačnej šošovke, v hviezdnom prúde aj v satelitnej galaxii, už to nevyzerá ako náhoda, ktorú sa oplatí odsunúť bokom.
Teraz bude dôležité, či astronómovia nájdu ďalšie podobne husté a kompaktné objekty aj inde. Ak áno, predstava temnej hmoty ako niečoho úplne pasívneho dostane ďalšiu trhlinu. A práve to by mohlo zmeniť spôsob, akým sa na túto neviditeľnú časť vesmíru pozeráme.
Páčil sa vám článok? Sledujte nás na Facebooku