Při nálezu signálu z prvních hvězd ve vesmíru se podařilo náhodou objevit také důkaz o existenci temné hmoty. Tvrdí to studie od profesora Rennana Barkana z Tel Aviv University, která vychází z jiné studie publikované výzkumníky z Arizona State University. Signál z počátků vesmíru má prokazovat existenci prvních hvězd a zároveň má být výsledkem interakce mezi běžnou hmotou a temnou hmotou, jejíž složení je doposud zahaleno tajemstvím.
Temná hmota tvoří podle aktuálního modelu téměř 85 % veškeré hmoty ve vesmíru. Její existenci však vědci pouze vyvozují z jejího gravitačního vlivu na běžnou hmotu, doposud se totiž nepodařilo temnou hmotu pozorovat přímo.
Detekovaný signál z prvních hvězd ve vesmíru má podle Barkany představovat první přímý důkaz existence temné hmoty. Jde o mezeru ve vesmírném mikrovlnném záření, která vznikla absorpcí tohoto záření první generací hvězd. Signál ukazuje hlubší absorpci než vědci původně předpokládali, což má být způsobeno faktem, že plyny v raném vesmíru byly chladnější než se čekalo. Podle Barkany byly plyny ochlazeny právě interakcí s temnou hmotou.
Fyzikové také původně předpokládali, že částice temné hmoty budou těžké, signál ale naznačuje, že jsou naopak lehké - mohly by mít masu srovnatelnou s hmotností jen několika protonů.
Profesor Barkana předpokládá, že temná hmota sama o sobě vyprodukovala specifický vzor rádiového signálu, který by měl být detekovatelný dostatečně velkým radioteleskopem. Několik takových je aktuálně ve výstavbě, například Square Kilometre Array, který by měl být dokončen v roce 2020 v Jihoafrické republice, Austrálii a Novém Zélandu.
4. 3. 2018 Týmu astronomů z Arizona State University se podařilo detekovat signál z nejstarších hvězd ve vesmíru, z doby pouhých 180 milionů let po velkém třesku. Signál je zakomponován v mikrovlnném radiačním pozadí, které prostupuje celým vesmírem, a představuje absorpci zbytkové radiace z počátku vesmíru prvními hvězdami. Výsledky výzkumu vědců vedeným Juddem D. Bowmanem byly publikovány v magazínu Nature.
V době před prvními hvězdami byl vesmír temný a chladný, vyplněný převážně neutrálním vodíkem, neexistovaly ani planety, ani galaxie, dokonce neexistovaly ani žádné těžké prvky. Byla však přítomná radiace, pozůstatek po velkém třesku, kterou se v minulém století podařilo detekovat jako vesmírné mikrovlnné pozadí (CMB, cosmic microwave background).
Teprve po několika statisících let od vzniku vesmíru začala gravitace vázat dohromady jednotlivé atomy, které začaly vytvářet hustější oblaka plynů a následně také složitější strukturu budoucího vesmíru. Po zhruba 100 milionech let od velkého třesku začaly v těch nejhustějších oblastech vznikat úplně první hvězdy, alespoň podle teorie.
Už dříve přišli fyzikové s nápadem, že tyto první hvězdy by mohly absorbovat část radiace, která prostupovala tehdejším vesmírem, a zanechat tak nesmazatelný signál v mikrovlnném pozadí. Nalezení tohoto signálu však nebyl vůbec jednoduchý úkol, měl se totiž nacházet přímo uprostřed FM rádiových vln, ukrytý v množství pozemních vysílání, která jsou výrazně silnější.
Aby odfiltrovali nežádoucí rádiové vlny použili vědci vedení Bowmanem malého teleskopu EDGES, který je součástí observatoře CSIRO v západní Austrálii, kterým posbírali veškeré signály z jižní oblohy a které následně digitálně zpracovali. Po vyloučení silných signálů ze Země odstranili další množství zdrojů z celé naší galaxie. Teprve potom se před nimi objevil signál, který hledali.
Následovalo však dlouhé, dva roky trvající ověřování. S anténou hýbali a rozšířili její velikost, aby ověřili, že jde o uniformní signál pocházející ze všech koutů vesmíru. Výsledek byl vždy stejný, což jejich nález potvrzovalo. Dále pak vědci hledali různá další možná vysvětlení pro detekovaný signál, vše ale nasvědčuje tomu, že skutečně pozorují signál z prvních hvězd ve vesmíru.
K překvapení vědců výsledná data naznačují, že bylo absorbováno až dvakrát více radiace, než bylo předpovídáno. Vesmír byl také v pozorované době výrazně chladnější, než se předpokládalo - pouhé tři stupně kelvina nad absolutní nulou (-270 °C). Podle astrofyzika Rennana Barkana z Tel Aviv University jsou tyto nesoulady vysvětlitelné interakcí běžné hmoty a temné hmoty.
Mohlo by tak jít o první přímý důkaz existence temné hmoty, o tom ale více v našem dalším článku: První důkaz o existenci temné hmoty pochází z počátků vesmíru, z doby prvních hvězd.
Více informací
Zprávy
Katalog hvězd
Vesmírné mise
04. 03. 2018 
O Living future
Nejnovětší zprávy
Katalog blízkých hvězd
Nejbližší exoplanety
Vesmírné mise
rss
twitter
facebook
