Vědeckým světem v posledních dnech rezonuje dost možná přelomová novinka. Astronomové totiž možná poprvé v historii spatřili temnou hmotu, k čemuž jim pomohl americký kosmický teleskop Fermi pracující v gama oblasti spektra. Pokud by se tento předpoklad potvrdil, šlo by o historickou událost. Temnou hmotu teoreticky předpověděl astronom Fritz Zwicky v roce 1933, když zjistil, že pozorovatelné galaxie v kupě galaxií ve Vlasech Bereniky postrádají nezbytný gravitační vliv, který by kupě zabránil v tom, aby se rozpadla. V sedmdesátých letech minulého století pak astronomka Vera Rubin se svými kolegy zjistila, že se vnější okraje spirálních galaxií otáčejí v podstatě stejnou rychlostí jako jejich středy. Něco takového by bylo možné pouze v případě, že by většina hmoty v těchto galaxiích nebyla soustředěna v jejich centrech, ale byla rozptýlena v širším prostoru.

Tohle však samozřejmě nejsou přímá pozorování temné hmoty, ale závěry vyvozené na základě interakcí temné hmoty s gravitací a vlivu gravitace na běžnou hmotu a světlo. Na základě těchto zjištění však astronomové vypočítali, že všechny velké galaxie jsou obklopeny rozsáhlými haly temné hmoty, která se rozprostírají daleko za hranice viditelné hmoty v galaxiích (jako je například galaktické halo hvězd).

Částice této záhadné substance podle současných odhadů zastiňují množství částic, které tvoří běžnou hmotu v poměru pět ku jedné. To znamená, že vše, co kolem sebe každý den vidíme, hvězdy, planety, měsíce, naše těla, či sousedovic kočka a tak dále – tvoří dohromady pouhých 15 % hmoty ve vesmíru. Temná hmota je pak zodpovědná za zbývajících 85 %. Na záhadnosti přidává temné hmotě i skutečnost, že s elektromagnetickým zářením interaguje pouze velmi slabě, či vůbec. Proto nevyzařuje, nepohlcuje ani neodráží světlo. Z tohoto důvodu je prakticky neviditelná ve všech vlnových délkách. Tedy, přesněji bychom měli říkat, že si to všichni až doposud mysleli.

Existuje jedna možnost, která by mohla vést k tomu, že by temná hmota produkovala záření. Pokud částice temné hmoty při vzájemném setkání a interakci „anihilují“ (podobně jako klasická hmota a její protikladná antihmota), mělo by to vytvořit spršku částic včetně gama fotonů, které jsou sice pro lidské oči neviditelné, ale mohou je spatřit citlivé detektory kosmických observatoří, které se na gama záření specializují. Jednou z navrhovaných „sebeanihilujících“ částic, o nichž se předpokládá, že tvoří temnou hmotu, jsou takzvané „slabě interagující hmotné částice (angl. Weakly Interacting Massive Particles)“ neboli „WIMPy“.

Tým výzkumníků, který vedl Tomonori Totani z oddělení Astronomie na Tokijské univerzitě, nasměroval pohled kosmické observatoře Fermi na oblasti Mléčné dráhy, kde by se měla shromažďovat temná hmota, konkrétně do centra naší galaxie, a hledal toto charakteristické gama záření. „Zachytili jsme gama záření s fotony o energijí 20 gigaelektronvoltů, (což je extrémně velké množství energie), které se šíří v struktuře hala směrem ke středu Mléčné dráhy,“ popisuje Totani a dodává: „Složka emise gama záření se velmi podobá tvaru, který se očekává od hala temné hmoty.“ A tohle není jediný soulad. Energetická signatura těchto gama paprsků se velmi podobá signatuře, která by měla vzniknout při anihilaci srážejících se částic WIMP, jejichž hmotnost se odhaduje na přibližně 500násobek hmotnosti protonu, tedy běžné částice hmoty nacházející se v jádru atomů. Totani naznačuje, že neexistuje žádný jiný astronomický jev, který by snadno vysvětlil gama paprsky pozorované teleskopem Fermi.

„Pokud je to správně, podle mých znalostí by to znamenalo, že lidstvo poprvé „uvidělo“ temnou hmotu. Ukazuje se, že temná hmota je nová částice, která není zahrnuta v současném standardním modelu částicové fyziky,“ uvedl Totani a dodal: „Tohle značí velký pokrok v astronomii a fyzice.“ Zatímco Totani si je jistý, že to, co on a jeho kolegové detekovali, je stopa částic WIMP temné hmoty, které se v srdci Mléčné dráhy anihilují, široká vědecká komunita bude vyžadovat přesvědčivější důkazy než bude možné uzavřít tuto téměř sto let trvající záhadu. „Toho bude možné dosáhnout, až se nasbírá více dat. Pokud se tak stane, poskytne to ještě silnější důkaz, že gama záření pochází z temné hmoty,“ doplnil Totani. Jeho tým publikoval výsledky svého výzkumu 25. listopadu v Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.

Přeloženo z:
https://www.space.com/

Zdroje obrázků:
https://upload.wikimedia.org/…600px-Fermi_Gamma-ray_Space_Telescope_spacecraft_model.png
https://cdn.mos.cms.futurecdn.net/4cAp3vwEfeD3qbRUXYsvaQ-513-80.jpg.webp
https://cdn.mos.cms.futurecdn.net/gPCNNLfHac7eYJrCywTfHf-590-80.jpg.webp