Temná strana vesmíru aneb případ ukradených galaxií

Zní to jako laciný trik, díky kterému by se astronomie chtěla přiživit na popularitě Hvězdných válek?

Možná to je trochu pravda, ale vesmír skutečně temnou stranu má. O temné energii a temné hmotě se přece mluví už pěknou řádku let a rozhodně to není žádný výplod něčí bujné fantasie. Problém tkví v tom, že o temné hmotě skoro nic nevíme a o temné energii už vůbec nic. V jednoduchém shrnutí by se dalo říct, že temná energie je síla, která zrychluje rozpínání vesmíru. Fanoušci Einsteinových prací jistě zavětří kosmologickou konstantu. Ano, vypadá to, že se s jejím zavedením Einstein přeci jen nemýlil. Tahle síla tlačí vůči všem galaxiím a zvětšuje vzdálenosti mezi nimi.

Na druhou stranu temná hmota je lepidlo, které drží galaxie pohromadě. Každá galaxie je jí totiž plná. Přímo ji sice nevidíme, ale jsme schopni detekovat její gravitační účinky. Navíc, jedná se o víc jak 90 % veškeré hmoty ve vesmíru.

Zdánlivě zdeformované -– gravitačně čočkované – obrazy galaxií jsou jedním z projevů existence temné hmoty. Zdroj NASA, ESA, H. Lee & H. Ford (John Hopkins University).

To bychom měli. Vesmír jistě temnou stránku má. Tyhle temné síly ve vesmíru umí vysvětlit ledasco, až na jeden malý problém. Podle výpočtů, které vesmír velmi přesně popisují, by naše Galaxie měla být obklopena mnoha menšími galaxiemi (něco jako Magellanova mračna). Jenže ta zjevně nepozorujeme. Co s tím? Na pomoc přichází znovu temná strana síly, tedy pardon, vesmíru.

Simulace toho, jak by měla naše Galaxie vypadat, kdyby měla správný počet trpasličích souputníků. Světlé tečky jsou hypotetické trpasličí galaxie v okolí.

Co když jsou ony malé galaxie bez hvězd, tedy co když jsou složeny jenom z temné hmoty? V podstatě takový koncept není úplně nesmyslný. Taková temná galaxie klidně může obsahovat veškeré stavební prvky potřebné ke vzniku hvězd, ale fyzikální podmínky prostě neodpovídají tomu, co musí nastat ke vzniku hvězd. Problém s temnými galaxiemi je stejný jako s temnou hmotou. Nejde je snadno pozorovat, protože jsou temné. Trik spočívá v tom, že stejně jako temná hmota interagují gravitačně s okolím. Bude třeba se koukat po normálních galaxiích, které vypadají, jako kdyby se s něčím srazily, ale viník srážky chybí.

V poslední studii se vědci zaměřili na trpasličí galaxie, které jsou známé tím, že mají velký podíl temné hmoty. Trpasličí galaxie jsou mnohem menší než naše Galaxie a tak je na nich lépe poznat, jestli za sebou mají nějakou srážku. To, jak taková galaxie po srážce vypadá, je dílem výpočtu složitých simulací. Na co se přišlo?

Spirální galaxie NGC 4631, jejímž společníkem je trpasličí galaxie NGC 4627. Nejedná se o jediného společníka. Načechraná místa na okrajích galaxie jsou pravděpodobně zbytky dalších trpasličích galaxií. Zdroj: R Jay Gabany (Blackbird Observatory) a David Martínez-Delgado (University of Heidelberg).

Když temná galaxie mine trpasličí galaxii, projeví se to dočasnou asymetrií. Tvar galaxie se poměrně rychle vrátí do normálu, nicméně rozložení hvězd se změní na delší dobu. Navrácení tvaru do normálu bude právě pro pozorování problém.

V čem ale vězí největší háček? V tom, že temná strana vesmíru kolidující s tou světlou leží zatím jen v teoretické rovině. Na pozorování si musíme počkat. Takže na co sázíte? Ukradla temná síla souputníky naší galaxie, nebo je jádro pudla jinde?

Jana Poledniková