Téměř jedno století vědci předpokládali existenci temné hmoty – neviditelné látky, která tvoří asi 85 % hmoty vesmíru. Nyní studie vedená Tomonori Totani z Tokijské univerzity navrhuje první přímé pozorování jeho přítomnosti pomocí kosmického dalekohledu NASA Fermiho gama. Tento průlom by mohl způsobit revoluci v našem chápání astrofyziky i fyziky částic.
Dlouhá honba za neviditelnou hmotou
Koncept temné hmoty vznikl z pozorování ve 30. letech 20. století. Astronom Fritz Zwicky si všiml, že galaxie v kupě Coma se pohybují příliš rychle na to, aby zůstaly vázány pouze svou zdánlivou hmotou. Později práce Very Rubinové ze 70. let minulého století ukázaly, že hvězdy na okrajích spirálních galaxií rotují neočekávaně vysokou rychlostí, což dále naznačuje existenci neviditelné hmoty ovlivňující jejich pohyb. Tyto objevy vedly k závěru, že galaxie jsou zasazeny do obrovských, neviditelných halo halo temné hmoty, které sahají daleko za viditelné struktury, které pozorujeme.
Proč je to důležité?
Složení Vesmíru je ostře nevyvážené: jen asi 15 % jeho hmoty tvoří „obyčejná“ hmota, se kterou každý den interagujeme (hvězdy, planety, lidé). Zbývajících 85 % tvoří temná hmota, která podle definice neinteraguje se světlem. Díky tomu je pro dalekohledy neviditelný – až dosud. Detekce potenciálního signálu by zaplnila obrovskou mezeru v našem chápání vesmíru.
Gamma podpis potvrzen
Totaniho tým namířil teleskop Fermi do středu Mléčné dráhy, kde se očekává soustředění temné hmoty. Detekovali unikátní gama záření o energii 20 gigaelektronvoltů, šířící se ve vzoru podobném halo v souladu s teoretickými modely distribuce temné hmoty.
Energetický podpis odpovídá předpovědím pro slabě interagující masivní částice (WIMP), hypotetické kandidáty temné hmoty, které po srážce anihilují a uvolňují gama paprsky. Totani tvrdí, že žádný jiný známý astronomický jev nemůže pozorovaný signál snadno vysvětlit. Pokud se to potvrdí, bude to poprvé, kdy lidstvo přímo „vidí“ temnou hmotu, což naznačuje existenci nové částice, která přesahuje současný standardní model částicové fyziky.
Co bude dál?
Přestože jsou výsledky slibné, vědecká komunita vyžaduje další ověření. K vyloučení dalších možných vysvětlení a posílení důkazů je zapotřebí více údajů. Totani očekává, že další pozorování buď posílí detekci temné hmoty, nebo odhalí alternativní interpretace. Studie publikovaná v Journal of Cosmology and Astroparticle Physics představuje důležitý krok k odhalení jedné z největších záhad vesmíru.
Potvrzení tohoto signálu nejen ukončí dlouholeté hledání v astrofyzice, ale také otevře nové možnosti pro studium základní povahy hmoty a energie ve vesmíru.
