Po celá desetiletí zůstávala temná hmota nejnepolapitelnějším „duchem“ ve vesmíru. Přestože představuje ohromujících 85 % veškeré hmoty ve vesmíru, zůstává pro naše dalekohledy neviditelný; můžeme ji detekovat pouze podle gravitačního účinku, který má na hvězdy a galaxie, které vidíme.
Až dosud převládal vědecký konsenzus, že temná hmota je „studená“, což znamená, že se pohybuje pomalu a prochází skrz sebe a jiné částice, aniž by s nimi interagovala. Nový výzkum však naznačuje, že tento model může být neúplný. Vědci navrhují nového kandidáta: temnou hmotu s vlastní interakcí (SIDM).
Koncept: Vesmír, kde se částice „srážejí“
Zásadním rozdílem mezi standardní temnou hmotou a SIDM je chování částic. V tradičním modelu jsou částice temné hmoty jako duchové procházející stěnami. V modelu SIDM se chovají spíše jako lidé v přeplněné místnosti, kteří do sebe neustále narážejí.
Podle výzkumu vedeného Hai-Bo Yu tyto srážky umožňují částicím temné hmoty výměnu energie. Tento proces může spustit jev známý jako gravotermální kolaps, při kterém se částice temné hmoty shlukují a vytvářejí neuvěřitelně hustá kompaktní jádra. Tato jádra mohou být masivní – asi milionkrát těžší než naše Slunce.
Řešení tří vesmírných záhad
To, co činí tuto teorii obzvláště přesvědčivou, je její schopnost vysvětlit tři odlišné astronomické anomálie, které se dlouho vzpíraly vysvětlení v rámci standardního modelu „studené“ temné hmoty:
- Anomálie gravitační čočky: Astronomové objevili ve vzdáleném vesmíru superhusté objekty, které zesilují světlo vzdálených galaxií způsobem, který standardní temná hmota nedokázala vysvětlit.
- Scar of Stellar Stream GD-1: V naší vlastní galaxii Mléčná dráha nese hvězdný proud známý jako GD-1 známky toho, že byl „roztržen“ neviditelným kompaktním objektem a zanechal za sebou zřetelnou strukturální stopu.
- Hvězdná kupa Fornax 6: V satelitní galaxii poblíž Mléčné dráhy se nachází zvláštní, těsně seskupená hvězdokupa nazývaná Fornax 6. Podle teorie SIDM může hustá kupa temné hmoty působit jako gravitační past, která stahuje procházející hvězdy do kompaktní, těsné kupy.
“Úžasné je, že stejný mechanismus funguje ve třech zcela odlišných podmínkách – ve vzdáleném vesmíru, uvnitř naší galaxie a v sousední satelitní galaxii,” říká profesor Yu.
Proč je to důležité?
Tato studie, publikovaná v časopise Physical Review Letters, představuje potenciální posun v tom, jak mapujeme architekturu vesmíru. Pokud temná hmota skutečně interaguje sama se sebou, znamená to, že „neviditelný“ rámec našeho vesmíru je mnohem dynamičtější a strukturálně složitější, než se dříve myslelo.
Navrhováním jediného mechanismu – gravitermálního kolapsu – k vysvětlení jevů na velmi odlišných měřítcích a místech, poskytuje SIDM univerzální řešení problémů, které se dříve zdály nesouvisející.
Závěr
Pokud se potvrdí, model SIDM změní naše chápání temné hmoty z pasivní, strašidelné přítomnosti na aktivní sílu schopnou utvářet samotnou strukturu galaxií. To by mohlo konečně překlenout propast mezi našimi matematickými modely a podivnými fyzikálními realitami, které pozorujeme v hlubinách vesmíru.
