Prvýkrát bola objavená temná hmota visiaca zo štruktúry vesmírnej siete

Astronómovia z Yonsei University v Soule v Južnej Kórei po prvýkrát objavili temnú hmotu visiacu z masívnych vlákien, ktoré sa tiahnu celým vesmírom a tvoria „kozmickú sieť“, ktorá zachytáva galaxie ako pavučina rannú rosu. Výskumníci použili teleskop Subaru – 8,2-metrový opticko-infračervený ďalekohľad blízko vrcholu Maunakea na Havaji – a účinok gravitácie na svetlo, aby nepriamo pozorovali temnú hmotu sediacu na vláknach kozmickej siete v zhluku Coma.

Ide o vôbec prvú detekciu temnej hmoty na kozmickej sieti a mohlo by to pomôcť potvrdiť, ako táto štruktúra ovplyvnila vývoj vesmíru. Zhluk Coma, známy aj ako Abell 1656, je súbor viac ako tisíc galaxií a nachádza sa asi 321 miliónov svetelných rokov od nás v smere súhvezdia Vlasy Bereniky. Pre obrovskú veľkosť a relatívnu blízkosť je zhluk Coma ideálnym miestom pre vedcov na lov temnej hmoty na vláknach kozmickej siete.

Kozmická sieť je sieť vlákien tvorená hmotou, ktorá dodáva plyn do galaxií a pomáha im rásť. Pomáha takisto spájať galaxie a vytvárať ich zhluky. Hlavnými vláknami kozmickej siete sú samotné steny superkopy galaxií, pričom stena korešponduje s kopou v zhluku Coma známou ako „veľký múr“. Veľký múr bol v skutočnosti prvou superveľkou štruktúrou vo vesmíre, ktorá bola objavená.

Hoci o kozmickej sieti, najväčšej štruktúre vo vesmíre, sa vie už desaťročia, astronómovia videli slabú žiaru jej plynových vlákien len vtedy, keď boli osvetlené jasnými oblasťami v srdciach galaxií poháňaných supermasívnymi čiernymi dierami. Tieto aktívne čierne diery sa nazývajú kvazary. Minulý rok spektrograf Keck Cosmic Web Imager, nachádzajúci sa takisto na vrchole Maunakea, zachytil prvé priame svetlo vychádzajúce z tenkých vlákien siete, ktoré sa navzájom pretínajú a tiahnu cez najtemnejšie kúty vesmíru. Sú to vlákna, ktoré sú izolované medzi galaxiami, v najväčších a najskrytejších častiach kozmickej siete.

„Vidieť“ umiestnenie temnej hmoty okolo týchto vlákien kozmickej siete je však úplne iná káva. Je to preto, že napriek tomu, že tvorí odhadom 85 % všetkej hmoty vo vesmíre, temná hmota je neviditeľná, pretože neinteraguje so svetlom ako bežná hmota, ktorá sa skladá z hviezd a prachu. Dominancia temnej hmoty nad bežnou hmotou tiež znamená, že dominuje vláknam kozmickej siete a vytvára neviditeľné lešenie, pozdĺž ktorého sa formuje štruktúra vesmíru.

Aj keď temná hmota neinteraguje so svetlom, interaguje s gravitáciou a táto interakcia ovplyvňuje pohyb bežnej hmoty a svetla, čo už môžeme vidieť. Výskumní tím využil tento koncept a použil ho na detekciu temnej hmoty na vláknach kozmickej siete navlečených v zhluku Coma. Gravitačná teória Alberta Einsteina z roku 1915, nazývaná všeobecná relativita, naznačuje, že objekty s hmotnosťou spôsobujú zakrivenie štruktúry časopriestoru.

Teória vysvetľuje, že to, čo vnímame ako gravitáciu, vzniká z tohto zakrivenia. Navyše keď svetlo zo zdroja v pozadí (svetlo prichádzajúce zo zdanlivo prázdnej časti nočnej oblohy) prechádza týmto zakrivením, jeho dráha sa odkloní. To môže viesť k tomu, že zdroje v pozadí sa na oblohe javia ako posunuté, zosilnené alebo v niektorých extrémnych prípadoch sa dokonca objavia na viacerých bodoch toho istého obrazu.

Tomuto javu sa hovorí gravitačná šošovka. Pomocou svetla z galaxií a hviezd za zhlukom Coma a s podporou vysokej citlivosti, vysokého rozlíšenia a širokého zorného poľa kamery Hyper Suprime-Cam (HSC) teleskopu Subaru tím po prvýkrát zistil slabý šošovkový efekt zložky tmavej hmoty vo vláknach vnútri zhluku. Táto vôbec prvá detekcia temnej hmoty na koncových segmentoch kozmickej siete pomáha ďalej potvrdiť existenciu rozsiahlej štruktúry šíriacej sa po celom vesmíre. Výsledky tímu boli zverejnené v časopise Nature Astronomy.

Zdroj: space.com.