Nová mapa temnej hmoty odhalila niekoľko doposiaľ neobjavených štruktúr prepájajúcich jednotlivé galaxie. Štúdium týchto jemných vláken temnej hmoty by nám mohlo prezradiť mnoho užitočných informácií o budúcom dianí vo vesmíre, ale aj o osude našej galaxie. O téme informovali známe vedecké portály Phys, či InterestingEngineering.

Temná hmota a jej štruktúra

Temná hmota patrí aktuálne medzi  záhady modernej fyziky. Zároveň je však veľmi podstatnou súčasťou vesmíru a jej prítomnosť ovplyvňuje pohyb galaxií a mnoho ďalších astronomických javov. Odpoveď na to, čo temná hmota je, alebo ako vlastne vyzerá, by si však hľadal márne.

Svetlo emitované atómami vodíka v kozmickom webe v oblasti s priemerom zhruba 15 miliónov svetelných rokov. Obrázok tiež zachytáva galaxie vytvárajúce svoje vôbec prvé hviezdy. Jeremy Blaizot / project SPHINX

Hoci o tejto jednej veľkej neznámej nevieme nič, naše najlepšie modely ukazujú, že nepolapiteľná hmota tvorí až 80 % všetkej hmoty vo vesmíre. O jej existencii vieme iba vďaka tomu, že vesmír sa nechová úplne tak, ako by mal, ak aplikujeme našu súčasnú fyziku na to, čo môžeme priamo pozorovať.

Táto atypickosť sa najviac prejavuje pri hviezdach nachádzajúcich sa vo vonkajších okrajoch galaxií, ktoré sa pohybujú rýchlejšie ako by mali. Práve tento pohyb naznačuje vplyv akejsi neviditeľnej hmoty, ktorú nazývame temná hmota. Zaujímavé hypotézy, ale i špeciálnu simuláciu, ktorá odhaľuje ako by temná hmota mohla v skutočnosti vyzerať, nájdeš na tomto odkaze.

Aj keď temnú hmotu nevieme priamo pozorovať, jej gravitačné účinky vedcom naznačili, ako by približne mohla byť distribuovaná. Paradoxne, je oveľa jednoduchšie študovať a určiť distribúciu temnej hmoty vo vzdialených kútoch vesmíru ako v okolí našej galaxie.

Môže za to fakt, že postupom času sa vo vesmíre vytvárali nové a zložitejšie štruktúry, a keďže pri pohľade do tých najodľahlejších zákutí vesmíru v podstate nahliadame do minulosti, vidíme oveľa jednoduchšie štruktúry, vysvetľuje hlavný autor novej štúdie Donghui Jeong z Pennsylvania State University.

NEPREHLIADNI
Toto je prvá priama fotografia najväčšej štruktúry vo vesmíre. Kozmická pavučina prepája miliardy galaxií

Mapa, aká sa len tak nevidí

Bola prijatá žurnálom Astrophysical Journal (zatiaľ dostupná na predtlačovom serveri arXiv) a Jeong spolu so svojím tímom v nej uverejnili mapu temnej hmoty, ktorá odhaľuje doposiaľ neznáme spojenia medzi galaxiami.

Mapa distribuovania temnej hmoty v miestnom vesmíre. Hong et. al., Astrophysical Journal

Ako píše portál IFLScience, vedci pomocou algoritmu hlbokého učenia založeného na konvolučnej neurónovej sieti vytvorili nový model distribúcie temnej hmoty, ktorý porovnali so skutočnými údajmi o 17 000 galaxiách v okruhu 650 miliónov svetelných rokov.

Na základe spojení týchto dvoch modelov potom vznikla úplne nová mapa distribúcie temnej hmoty v „miestnom“ vesmíre. Tu je nutné dodať, že takáto mapa doposiaľ neexistovala, predchádzajúce mapovania sa týkali vzdialenejších kútov vesmíru.

Vzhľadom na to, že temnú hmotu nemožno pozorovať, len ťažko je možné potvrdiť správnosť mapy. Autori štúdie tiež pripúšťajú, že ich model nie je dokonalý, ale ďalšie simulácie by ho mali ešte viac spresniť.

Na mape je vidieť dobre známe štruktúry „miestneho“ vesmíru. Za zmienku určite stojí štruktúra „Local Sheet“, ktorá prepája Miestnu skupinu galaxií (skupina galaxií, kam mimo Mliečnej dráhy aj ďalších viac než 30 satelitných galaxií) s kopou galaxií Virgo, galaxiou M81, ale i ďalšími skupinami galaxií.

Na mape vidno aj miesto známe ako „Local Void“, čo je v podstate prázdna oblasť vesmíru nachádzajúca sa neďaleko Miestnej skupiny galaxií. Identifikovaných však bolo aj niekoľko ďalších doposiaľ nezistených jemných štruktúr, ktoré prepájajú galaxie.

Mapa by mohla tiež pomôcť určiť osud našej galaxie, ktorý by mal skončiť spojením s galaxiou Androméda. Či sa však tieto dve galaxie o niekoľko miliárd rokov stretnú, s určitosťou nevieme. Odhaliť definitívny koniec by však mohlo pomôcť práve skúmanie tejto mapy plnej jemných vláken temnej hmoty.