Až třetina hmoty ve vesmíru se doposud ukrývala, měla by se nacházet v mezigalaktickém prostoru

25. 06. 2018

Raný vesmír Hvězdy Částicová fyzika Hubble XMM-Newton

Vesmír se podle pozorování astronomů skládá z temné energie (68 %), temné hmoty (27 %) a běžné (baryonické) hmoty (5 %). Při studiu počátků vesmíru však vědci odhadli množství vytvořené běžné hmoty ve velkém třesku o celou třetinu větší, než kolik dokáží astronomové pozorovat dnešními teleskopy. Podle nové studie se chybějící hmota z počátku vesmíru nachází v mezihvězdném prostoru v řídkých oblacích plynů. Nejde však o temnou hmotu, která je pravděpodobně tvořena zcela jinými, exotickými subatomárními částicemi, ale o hmotu běžnou, která je tvořena baryony, mezi které patří také protony a neutrony.

Temná hmota

je ve vesmíru rozložena ve struktuře vláken a shluků. V místech její větší koncentrace dochází i ke shlukování běžné hmoty, na těchto místech pak může dojít ke vzniku galaxie. Obrázek je kompozicí několika fotografií vesmírného teleskopu Herschel, na kterém je zobrazen vesmír starý zhruba 3 miliardy let.

Image credit:

Posledních několik let vědci pracovali s teorií, že se chybějící hmota může nacházet v tzv. teplém-horkém mezigalaktickém médiu (Warm-Hot Intergalactic Medium, WHIM). To však není snadné pozorovat přímo a běžnými metodami, vědci tak museli přijít s jiným způsobem, jak WHIM změřit. Ke svému pozorování použili vesmírné teleskopy Hubble a XMM Newton.

Objev se podařil při zkoumání vzdálené extrémně zářivé černé díry (kvazaru 1ES 1553), jejíž signál byl na cestě k Zemi částečně absorbován doposud neznámým materiálem. Při dvouletém pozorování se vědcům podařilo potvrdit stabilní absorpci vysoce ionizovaného kyslíku, což podle jejich studie vylučuje původ absorpce při zdroji a zároveň napovídá složení mezigalaktické hmoty, kterou signál z černé díry proletěl.

Z celého objemu běžné hmoty ve vesmíru by podle vědců měly 10 % tvořit galaxie a hmota v nich (černé díry, hvězdy, planety a další objekty). Celých 60 % potom tvoří oblaka plynů v mezigalaktickém prostoru. Zbývajících 30 % by měla tvořit hmota v regionech WHIM, kde se při teplotách kolem milionu stupňů Celsia shlukuje do vláken tvořících rozsáhlou pavučinu.

Tyto závěry je nyní třeba potvrdit dalším pozorováním. Vědci plánují zaměřit se na další vzdálené kvazary a ověřit, zda jsou podobné absorpce elektromagnetického spektra také v ostatních regionech vesmíru.