Kde se nachází ztracená hmota vesmíru?
Astronomové využívající kosmickou observatoř ESA XMM-Newton se zaměřili na plynová oblaka kolem galaxií ve snaze najít „ztracenou“ hmotu, která by se mohla nacházet právě zde. Ovšem odešli s nepořízenou. Tak kde je?
Veškerá hmota ve vesmíru existuje ve formě „normální“ hmoty, nebo nepolapitelné a neviditelné temné hmoty. Přitom ta je zhruba šestkrát četnější.
Vědci studující blízké galaxie v minulých letech zjistili, že tyto obsahují třikrát méně běžné hmoty, než očekávali. Také naše galaxie, Mléčná dráha, obsahuje méně než polovinu předpokládaného množství.
„Dlouho to bylo záhadou a vědci strávili mnoho času hledáním ztracené hmoty,“ vysvětluje Jiangtao Li z Michiganské univerzity v USA, který na toto téma zpracoval studii.
„Proč není v galaxiích? Nebo je, ale my ji prostě nevidíme? A pokud tady není, kde vlastně je? Vyřešit tuto záhadu je důležité, protože jde o jednu z nejistých částí našeho modelu vzniku vesmíru a toho, jak se formují galaxie.“
Spíše než ve vnitřní části galaxie, kde by ji bylo možné pozorovat opticky, se vědci začali domnívat, že ztracená hmota leží v oblasti, která se rozprostírá dále do vesmíru a tvoří „galaktické halo“.
Tyto žhavé sférické oblaky byly detekovány už dříve, ovšem celá oblast je tak nevýrazná, že je obtížné ji detailně sledovat: její rentgenové emise se mohou ztratit a být nerozpoznatelné od záření kosmického pozadí. Často vědci pozorují v této oblasti malé vzdálenosti a své nálezy extrapolují, ale výstupy jsou neprůkazné a proměnlivé.
Jiangtao chtěl se svými kolegy studovat žhavé plyny na větší vzdálenosti za použití rentgenové observatoře ESA XMM-Newton. Zaměřili ji na šest podobných spirálových galaxií a zkombinovali data, aby vytvořili jednu modelovou galaxii s jejich průměrnými vlastnostmi.
„Když jsme to takto udělali, galaktické signály se staly silnějšími a rentgenové pozadí bylo lépe odfiltrovatelné,“ doplňuje spoluautor studie Joel Bregman, též z Michiganské univerzity.
„Díky tomu jsme byli schopni pozorovat rentgenové emise až do trojnásobné vzdálenosti, než při sledování samostatné galaxie. Naše extrapolace se tak stala přesnější a spolehlivější.“
Masivní a izolované spirální galaxie nabízí nejlepší příležitost pro hledání ztracené hmoty. Jsou dostatečně masivní, aby zahřály plyn na teplotu miliónů stupňů, takže začne emitovat rentgenové záření. A vyhnuly se tomu, aby byly během formování hvězd kontaminovány jiným materiálem nebo interakcí s jinými galaxiemi.
Stále se hledá
Výsledky pozorování ovšem ukázaly, že oblak obklopující pozorované galaxie nemůže obsahovat veškerou ztracenou hmotu. Navzdory extrapolaci větší než 30 poloměrů Mléčné dráhy tak stále chybí zhruba tři čtvrtiny předpokládané hmoty.
