Temná hmota by mohla ohřívat srdce starých osamělých planet

Temná hmota může zvyšovat teplotu planet mimo naši Sluneční soustavu, předpovídají fyzici v nové studii. Vesmírné dalekohledy, které už vznikají, by podle nich měly být schopné rozpoznat tento efekt – a to by mohlo umožnit vědcům vysledovat, kde se tato záhadná látka v Mléčné dráze vyskytuje.

Po celá desetiletí si astrofyzici mysleli, že neviditelná a zatím přímo nepozorovaná temná hmota musí obklopovat všechny galaxie – podobně jako průhledné sklo obaluje kousek barvy v kuličce-skleněnce. Bez existence této temné hmoty není možné vysvětlit řadu jevů v našem modelu vesmíru – například to, proč hvězdy v rychle se otáčejících galaxiích neodletí pryč do kosmu.

Obyčejná látka, kterou tvoří hvězdy a planety, zahrnuje jen pár procent vesmírné hmoty – většinu vesmírného materiálu tvoří právě temná hmota.  Přesto její objevení není snadné, protože nesvítí ani neodráží světlo. 

Fyzikové předpokládají, že tato hmota se skládá z nějaké elementární částice, která přetrvává z doby Velkého třesku. Ale zatím se stále nedaří ji najít – jediné důkazy o její existenci jsou tedy nepřímé; jsou založené na pozorování jejích gravitačních účinků. Objevit ji lze pouze pomocí gravitačních účinků na světlo – takzvané gravitační čočky. Astronomové studují slabé světlo ze vzdálených galaxií, které je zdeformováno nebo ohnuto gravitací temné hmoty v popředí.

Někteří astrofyzici pátrali na obloze po jiných nepřímých důkazech částic temné hmoty. Mnoho teorií předpokládá, že když se dvojice těchto částic srazí, měly by se navzájem zničit – při této reakci by měly vzniknout běžné pozorovatelné částice. A dokonce už existují první pozorování něčeho takového ze středu naší galaxie, kde by koncentrace temné hmoty měla být nejhustější – jen zatím není vůbec jasné, zda jde o reakce temné hmoty nebo něco jiného, například neutronové hvězdy.

Američtí astrofyzici Rebecca Leaneová a Juri Smirnov teď ale navrhují, aby se jako detektory temné hmoty využily exoplanety, tedy planety mimo naši sluneční soustavu. Oba vědci totiž předpokládají, že částice temné hmoty přitahované gravitací by se mohly usadit v jádrech těchto vzdálených planet. Tam by mohlo docházet k jejich anihilci, přičemž by při tomto procesu mohlo vznikat tolik tepla, že by to stačilo pro ohřátí samotných planet, vysvětlují fyzici v práci, která vyšla v odborném časopisu Physical Review Letters.

Kde hledat?

Už dříve se objevily teorie naznačující, že by se temná hmota mohla koncentovat v některých masivních kosmických objektech – také je by zahřívala. Typicky by se mělo jednat o neutronové hvězdy. Planety v naší sluneční soustavě jsou příliš málo hmotné, aby se u nich něco takového mohlo stát, ale řada exoplanet podle Leannové může být výrazně větších i hmotnějších. Současně může být exoplanet v kosmu obrovské množství – jen v Mléčné dráze se jejich počet odhaduje na 300 miliard.

Ve své práci fyzici vytipovali i tělesa, jichž by se to mohlo týkat. Taková exoplaneta musí být dostatečně stará na to, aby stihla vychladnout, musí mít tedy „v rodném listě“ věk nejméně několik miliard let. A současně musí mít oběžnou dráhu dostatečně vzdálenou od své mateřské hvězdy – „nechcete přece hledat svíčku při lesním požáru,“ vysvětluje Juri Smirnov. Ideálními cíli výzkumu by proto byly zbloudilé planety, které unikly svým hvězdám, nebo hnědí trpaslíci, což jsou tělesa napůl cesty mezi planetou a hvězdou.

Anihilace temné hmoty by mohla teplotu planety zvýšit způsobem, který by měl být na těch nejvhodnějších objektech i ze Země viditelný – ideální tělěso by mělo být nejméně čtrnáctkát hmotnější než Jupiter.

Pokud by se tato hypotéza potvrdila, dala by se ověřit další generací vesmírných dalekohledů, které se již dokončují. Jak vesmírný teleskop NASA Nancy Grace Roman (dříve známý jako WFIRST), jehož vypuštění je naplánováno na rok 2025, tak i vesmírný teleskop Jamese Webba, jehož vypuštění je naplánováno na tento rok, budou totiž umět takové planety vyhledávat.

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Mnohým AI chybí dostatečná opatření při dotazech vztažených k terorismu, varuje zpráva

Mnoho modelů umělé inteligence (AI) nemá dostatečné bezpečnostní mechanismy proti žádostem o „pomoc při teroristické operaci“, uvádí iniciativa Tech Against Terrorism v páteční zprávě.
před 5 hhodinami

Za padesát let zmizely tři čtvrtiny volně žijících obratlovců

Populace volně žijících obratlovců klesly v letech 1970 až 2022 v průměru o 73 procent. Největšími hrozbami pro tyto živočichy jsou ztráta a degradace stanovišť, nadměrné využívání přírodních zdrojů, klimatická změna, znečištění, invazní druhy nebo nemoci. Nejhůře jsou na tom sladkovodní populace živočichů, které poklesly průměrně o 85 procent. Vyplývá to ze Zprávy o stavu planety 2026 (Living Planet Report).
před 8 hhodinami

Emise skleníkových plynů za poslední dekádu měly dopad na sílu veder v Evropě, ukazuje studie

Když Evropu zasáhne mimořádná vlna veder, dokážou klimatologové poměrně dobře stanovit, jakou roli v ní sehrála člověkem způsobená změna klimatu. Nedávno publikovaná studie si ale klade mnohem složitější otázku – dá se v konkrétní vlně veder rozeznat vliv části skleníkových plynů, konkrétně těch, které lidstvo vypustilo teprve během posledních deseti let?
před 11 hhodinami

AI vyřešila stovky matematických problémů, tvrdí OpenAI. Vědci protestují

Společnost OpenAI zaměřená na výzkum a vývoj umělé inteligence (AI) zveřejnila rozsáhlou sbírku matematických výpočtů, které vytvořil její nový interní model. Podle deníku The New York Times (NYT) výsledky na jednu stranu odhalují, čeho jsou nejpokročilejší modely AI schopny, ale vyvolávají i otázku, do jaké míry se výsledky opírají o práci skutečných matematiků. Překotný vývoj AI také vyvolává obavy, že firmy technologii vyvíjejí rychleji, než se změně dokáže přizpůsobit akademické prostředí.
včera v 17:30‌‌

Rakovina dutiny ústní zabije ročně stovky Čechů. Člověk ji může odhalit sám, radí stomatolog

Stovky lidí ročně zbytečně zemřou na rakovinu dutiny ústní, hlavně proto, že se s touto diagnózou dostanou k lékaři pozdě. Ve skutečnosti mohou ale hodně udělat sami, tento nádor se dá totiž odhalit i pomocí samovyšetření. Včasný záchyt je pro toto zhoubné onemocnění klíčový, říká v rozhovoru pro ČT24 přednosta Stomatologické kliniky FN Plzeň Lukáš Hauer.
včera v 16:26‌‌

Větrné elektrárny mohou ochlazovat mořskou hladinu, ukázal výzkum

Spočítat dopady větrných elektráren na okolí není úplně snadné – zejména na moři, kde existuje spousta nejrůznějších vlivů, jejichž dopady komplikují vyhodnocení. Teď přišli s kvalifikovanými odhady experti ze Skotska.
včera v 13:12‌‌

Zemřela Margaret Hamiltonová, která vyvíjela programy pro NASA

Ve věku devadesáti let zemřela americká softwarová inženýrka Margaret Hamiltonová, která vedla tým, jenž vyvíjel letový software pro program Apollo amerického Národního úřadu pro letectví a vesmír (NASA). Informoval o tom její někdejší zaměstnavatel, Massachusettský technický institut (MIT).
včera v 12:13‌‌

Největší soukromá archeologická společnost na světě končí, stovky vědců jsou bez práce

„Archeologie jako byznys s růstovou strategií“ – takový byl záměr americké soukromé společnosti Chronicle Heritage, která zaměstnávala stovky archeologů, antropologů a paleontologů. Na začátku října přestala fungovat, možná i kvůli obavám z budoucího nedostatku financí.
včera v 11:08‌‌

Evropský pohled

ČT24 každý den vybírá z obsahu publikovaného evropskými veřejnými médii, členy Eurovize.