„Modely měly pravdu,“ oznámili evropští astronomové. Tvrdí, že vyřešili jednu z největších záhad astronomie, s níž se věda potýká už desítky let. Našli totiž „chybějící“ hmotu, kterou postrádali.
Vědci objevili kosmickou hmotu, kterou dosud postrádali
Nikdo ji neukradl, ale v okolním vesmíru je jí příliš málo na to, aby fungovaly modely, pomocí nichž vědci interpretují chování planet, hvězd, galaxií a dalších kosmických objektů. Tyto modely fungují: vědci pomocí nich předpovídají události, které se odehrají, dají se pomocí nich predikovat pohyby i vývoj vesmírných těles. Ale ukazuje se, že nejpřesnější jsou tyto modely, když pracují s množstvím hmoty, jež je asi o třetinu větší, než vědci reálně pozorují.
Kde se zbytek hmoty skrývá? Podle nové studie, o níž Evropská kosmická agentura ve čtvrtek informovala, je touto až doposud nedohledatelnou hmotou tvořené obrovské vlákno horkého plynu spojující čtyři kupy galaxií. Toto vlákno, které je desetkrát hmotnější než naše galaxie Mléčná dráha, by mohlo obsahovat část „chybějící“ hmoty vesmíru a vyřešit tak záhadu, která trvá již desítky let.
Kupy galaxií
Podle vědců je pozoruhodné, jak žhavá tato „struna“ je: její teplota překračuje deset milionů stupňů Celsia. Krom toho je vlákno opravdu obrovské, táhne se na vzdálenost 23 milionů světelných let, což odpovídá přibližně 230násobku průměru Mléčné dráhy.
Podezření byla správná
Astronomové k objevu použili rentgenové kosmické dalekohledy XMM-Newton Evropské kosmické agentury a Suzaku japonské kosmické agentury JAXA.
Už starší studie, které se snažily kosmickou detektivku ztracené hmoty vyřešit, naznačovaly, že by měla existovat v dlouhých řetězcích plynu neboli filamentech, které se vinou vesmírem. I když se už v minulosti podařilo takové filamenty pozorovat, nic moc z toho nebylo. Podle astronomů je totiž složité zjistit jejich vlastnosti – obvykle jsou slabé, takže je obtížné oddělit jejich světlo od světla galaxií, černých děr a dalších hustějších a masivnějších objektů ležících v blízkosti.
Teď se ale astronomům podařilo jedno takové vlákno najít, izolovat a popsat. „Poprvé se naše výsledky přesně shodují s tím, co vidíme v našem hlavním modelu vesmíru, což se dosud nestalo,“ uvedl Konstantinos Migkas z Leidenské observatoře v Nizozemsku, který výzkum vedl.
Detektiv XMM-Newton se ujímá případu
Vlákno obsahuje přibližně desetinásobek hmotnosti Mléčné dráhy a spojuje čtyři kupy galaxií: dvě na jednom konci, dvě na druhém. Všechny jsou součástí Shapleyho superkupy, což je soubor více než osmi tisíc galaxií, který tvoří jednu z nejhmotnějších struktur v blízkém vesmíru.
Vědcům se podařilo odkrýt jeho tvar, rozměry a další vlastnosti zejména díky schopnostem přístroje XMM-Newton, který sleduje vesmír v rentgenové části spektra. Pomohlo i to, že astronomové mohli získané výsledky porovnávat s údaji z optických přístrojů. Díky tomu se povedlo odhalit i příčinu toho, proč se v minulosti takto obří vlákno nepovedlo odhalit: může za to rušení supermasivních černých děr, které leží uvnitř filamentu.
„Díky XMM-Newton jsme mohli najít a odstranit toto kosmické rušení, takže jsme pochopili, že se díváme na plyn ve filamentu a ne na nic jiného,“ dodává spoluautor Florian Pacaud z Bonnské univerzity v Německu. „Náš přístup byl úspěšný a odhalil, že filament je přesně takový, jaký bychom očekávali od našich nejlepších velkorozměrových simulací vesmíru.“
Vesmír jako pavučina
„Kromě toho, že objev odhalil obrovské a dosud neviděné vlákno hmoty, které se táhne blízkým vesmírem, ukazuje, jak jsou některé z nejhustších a nejextrémnějších struktur ve vesmíru – kupy galaxií – propojeny na obrovské vzdálenosti,“ uvedla ESA.
A vrhá také světlo na samotnou podstatu „kosmické sítě“, obrovské neviditelné pavučiny vláken, která je základem struktury kosmu. „Ještě zásadnější je, že posiluje náš standardní model vesmíru a potvrzuje platnost desítky let prováděných simulací: zdá se, že ‚chybějící‘ hmota se skutečně může skrývat v těžko viditelných vláknech utkaných napříč vesmírem,“ dodává agentura.
Sestavení přesného obrazu této vesmírné sítě je cílem další mise ESA, která se jmenuje Euclid. Ta odstartuje v roce 2023 a měla by zkoumat strukturu a historii této sítě. Krom toho by měla zabývat i povahou temné hmoty a energie – ani jedna z nich nebyla nikdy pozorována, přestože tvoří neuvěřitelných 95 procent vesmíru.