Spousta skryté hmoty v blízkosti Slunce

Astronomové z Universität Zürich, Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, University of Leicester a NAOC Beijing objevili velké množství „neviditelné“ skryté hmoty v blízkém okolí Slunce. Jejich závěry jsou v souladu s teoriemi, podle nichž je naše Galaxie obklopena masivním útvarem označovaným jako tzv. halo, tvořeným skrytou hmotou. Výsledky budou publikovány v časopise Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Existenci skryté hmoty navrhoval švýcarský astronom Fritz Zwicky již ve 30. letech minulého století. Zjistil, že skupina galaxií musí být zaplněna záhadnou skrytou hmotou, která ji udržuje před rozpadem. Přibližně ve stejné době Jan Oort (Nizozemí) zjistil, že hustota hmoty v (galaktickém) okolí Slunce je téměř 2krát vyšší, než se dá vysvětlit přítomností hvězd a samotného plynu. V uplynulém desetiletí astronomové rozvinuli teorie skryté hmoty, které vysvětlují vlastnosti hvězdokup a galaxií ve vesmíru, avšak množství skryté hmoty v blízkém sousedství Slunce zůstávalo nadále nevysvětlenou záhadou.

V desetiletí následujícím po Oortově měření bylo zjištěno 3 až 6krát více skryté hmoty, než se předpokládalo. V posledních letech nová data a nové metody potvrdily zase podstatně méně skryté hmoty, než bylo předpovězeno. Vědecká veřejnost byla rozpačitá; všeobecně se předpokládalo, že pozorování a analýzy zkrátka nejsou dostatečně citlivé, aby bylo možné uskutečnit nová spolehlivá měření.

V této nejnovější publikované studii si jsou autoři jisti svými měřeními a jejich přesností. Je to proto, že vycházeli z nejmodernějších simulací naší Galaxie k prověření metody určování hmotnosti při použití reálných dat. Vyplynula z toho četná překvapení. Zjistili například, že standardní techniky použité v uplynulých 20 letech byly zkreslené, vždycky měly snahu podceňovat množství přítomné skryté hmoty. Když astronomové rozpracovali nové nestranné techniky, získali správné odpovědi z nasimulovaných dat. Využitím této techniky k určování poloh a rychlostí oranžových trpaslíků spektrální třídy K v blízkém okolí Slunce získali nová měření hustoty lokální skryté hmoty.

Vedoucí autorka článku Silvia Garbari říká: „Jsme si na 99 % jisti, že skrytá hmota v blízkém okolí Slunce existuje. Ve skutečnosti je hustota skryté hmoty nepatrně vyšší. Je zde asi 10% možnost, že se jedná pouze o statistické odchylky. Avšak s 90% jistotou jsme objevili více skryté hmoty, než se očekávalo. Pokud bude v budoucnu tato hodnota potvrzena, význam měření ještě vzroste. Bude to první důkaz pro existenci disku skryté hmoty v naší Galaxii, jak nedávno předpověděla teorie a počítačové simulace jejího vzniku. Nebo se může ukázat, že oblast skryté hmoty vytvářející halo naší Galaxie je zploštělá, čímž došlo k lokálnímu zvýšení hustoty skryté hmoty.“

Mnozí fyzikové vsadili na to, že skrytá hmota je tvořena novými základními částicemi, které velmi slabě interagují s obyčejnou hmotou – avšak dostatečně silně na to, aby byly detekovány v experimentech hluboko pod zemským povrchem, kde nejsou ovlivňovány kosmickým zářením a kde jsou odstíněny horninou o tloušťce více než jeden kilometr.

Co je důležité při pečlivých měřeních hustoty lokální skryté hmoty při takovýchto experimentech, vysvětluje spoluautor objevu prof. George Lake: „Pokud by byla skrytá hmota tvořena základními částicemi, miliardy z nich by prošly vašimi těly v době, kdy dokončujete čtení těchto řádků. Experimentální fyzikové doufají, že každý rok zachytí alespoň několik těchto částic v probíhajících experimentech, jako je XENON a CDMS, které jsou v současné době v provozu. Znalost vlastností lokální skryté látky je klíčem k odhalení, z jakého druhu částic je složena.“

Zdroj: http://spaceref.com/astronomy/dark-matter/plenty-of-dark-matter-near-the-sun.html

autor: František Martinek