Gigantická kozmická zrážka vedcom prezradila, kde sa ukrýva chýbajúca hmota

Dnes už vedci vedia pomerne dosť o tom, z čoho sa skladá vesmír, teda galaxie a priestor medzi nimi. Zdá sa však, že zistiť presné množstvo hmoty nie je až tak jednoduché, ako by sa na prvý pohľad mohlo zdať. V tomto prípade nehovoríme o jednej z najväčších záhad vesmíru, prazvláštnej temnej hmote.

Temná hmota nevyžaruje žiadne elektromagnetické žiarenie a preto ju nemožno pozorovať. O jej existencii sa vie len vďaka jej gravitácií, reagujúcej s normálnou hmotou. Koncentrácie temnej hmoty môžu vytvoriť gravitačné šošovky, ale vplývajú aj na rýchlosť rotácie galaxií. Po prvýkrát sa o nej začalo hovoriť už v roku 1933. Dnes vieme, že temná hmota tvorí väčšinu hmoty vo vesmíre.

Chýbajúca „normálna“ hmota

Astronómovia však majú aj ďalší, úplne odlišný problém. V prvej miliarde rokov po veľkom tresku malo vzniknúť určité množstvo „normálnej“ hmoty, no približne tretina ostáva dodnes stratená. Túto hmotu vedci hľadajú v regióne do niekoľkých miliárd svetelných rokov od Zeme. Predpokladá sa, že stratenú hmotu tvorí vodík a hélium, spolu s ďalšími prvkami z ktorých vznikli nielen planéty a hviezdy, ale aj ľudia.

Lenže kde sa táto hmota nachádza? Odpoveď doteraz nevedeli ani samotní vedci, no domnievali sa, že by sa mohla ukrývať v obrovských vláknach horúceho plynu. Teploty tohto plynu sa pohybujú od 9-tisíc, do viac ako 10-miliónov stupňov Celzia. Ide o kozmické vlákna, prepájajúce galaxie a skupiny galaxií. Vedci túto štruktúru nazývajú WHIM (pozn. redakcie: Warm-Hot Intergalactic Medium).

„Známych je len pár podobných štruktúr. Pátranie po vláknach chýbajúcej hmoty sa ukázalo byť náročnejšie, než sme predpokladali,“ vysvetľuje Arnab Sarkar, vedúci štúdie z inštitútu Harvard & Smithsonian.

Zlom v prípade

Ukázalo sa, že nedávne pozorovania röntgenového observatória Chandra môžu pomôcť chýbajúcu hmotu lokalizovať. Približne 1.4-miliárd svetelných rokov od Zeme leží Abell 98, zoskupenie galaxií v ktorom sa nachádza niekoľko galaxií v procese kolízie. Medzi nimi vedci odhalili „most“ rontgenového žiarenia. V ňom sa ukrýval plyn s teplotami takmer 20-miliónov stupňov Celzia. Rovnako objavili aj chladnejšiu vrstvu plynu, s teplotami „len“ 10-miliónov stupňov Celzia. Čo je však rozhodujúce, teploty súhlasili s modelom WHIM.

Spolu s chýbajúcou hmotou sa astronómom podarilo zachytiť aj tlakovú vlnu v prvých fázach kolízie dvoch galaktických zoskupení. Objav vlny je pre astronómov mimoriadne dôležitý, pretože túto štruktúru síce dokázali v minulosti predpovedať, no nikdy sa im ju nepodarilo odhaliť priamo vo vesmíre. Vedci sa domnievajú, že objav tlakovej vlny môže byť priamo prepojený s objavom štruktúry plynu WHIM. Podľa odhadov by sa v tomto vlákne mala nachádzať hmota, rovnajúca sa hmotnosti 400-miliárd Sĺnk.

Zoskupenia galaxií, ako napríklad Abel 98, v sebe ukrývajú až tisíce galaxií, spolu s enormným množstvom plynu a temnej hmoty. Ak sa dostanú na kolízny kurz, astronómovia dostávajú šancu pozorovať deje, narážajúce na extrémy fyzikálnych zákonov.