Detektívi temnej hmoty sotva vedia niečo o temnej hmote, ale teraz to vedia: na okrajoch starých galaxií sa správa inak ako v nových.
Temná hmota je to, čo nevidíme vo vesmíre. Tvorí väčšinu hmoty vo vesmíre, ale nevyžaruje svetlo. Avšak, to ťahá na všetko s gravitáciou. Všetko vo vesmíre sa chová, akoby ho ťahali veľké ťažké oblaky niečoho, čo nevidíme. Astronómovia si nie sú istí, čo to je.
Nový príspevok, publikovaný 3. januára v časopise Monthly Notures of Royal Astronomical Society, ho však pomáha zúžiť.
Väčšina temnej hmoty, o ktorej vedci vedia, existuje v „halónoch“ alebo v oblakoch v galaxiách. Ale je tu problém: Podľa počítačových simulácií sa tieto jadrá nechová tak, ako by mali.
Keď vedci modelujú správanie halosov temnej hmoty, tieto štruktúry obyčajne vytvárajú určité tvary: husté gule temnej hmoty v strede galaxií, obklopené zakalenými pramienkami hmoty. Astronómovia to nazývajú „vyvrcholením“ distribúcie temnej hmoty. V skutočnosti sa však mnoho galaxií správa ako keby ich temná hmota obiehala vo vonkajších výbežkoch galaxie a obklopovala „jadro“, ktoré je viac alebo menej prázdne neviditeľného materiálu. Astronómovia nazývajú tento nesúlad „problémom jadra“.
Populárne vysvetlenie problému s hrotmi jadra, nazývaného model „Sinterfering Dark Matter“ (SIDM), naznačuje, že temná hmota existuje nielen mimo fyziky, ktorú dokážeme priamo zistiť a porozumieť, ale pôsobí aj na sám pomocou neznámych síl. Ak sa interakcie temnej hmoty so sebou odlišujú od interakcie s bežnou hmotou, mohlo by to vysvetliť, ako sa jej podarilo vycestovať z centier galaxií smerom k ich okrajom.
Toto vysvetlenie však môže byť komplikujúce, vysvetľuje nová štúdia.
Ďalšia sila by mohla vytlačiť temnú hmotu z centra galaxií: zahriatie temnej hmoty. Vzťahuje sa to na intenzívnu energiu a vietor z tvorby hviezd, ktoré vyhadzujú temnú hmotu z centier galaxií (kde sa tvorí väčšina nových hviezd). Existuje však len málo priamych dôkazov o tomto fenoméne a aj keby existovali, nie je jasné, či by takéto zahrievanie bolo dostatočne silné na to, aby bolo možné vysvetliť rozpor medzi modelmi distribúcie temnej hmoty a tým, čo ukazujú pozorovania.
Tento nový dokument však naznačuje, že zahrievanie temnej hmoty je správne vysvetlenie.
Autori študovali 16 trpasličích galaxií rozdelených zhruba do dvoch kategórií: galaxie, ktoré prestali tvoriť hviezdy pred miliardami rokov a galaxie, ktoré prestali tvoriť hviezdy v nedávnej dobe alebo stále vytvárajú hviezdy.
Vedci zistili, že staršie, menej aktívne galaxie mali tendenciu mať zhluky temnej hmoty - oblasti v ich centrách s množstvom temnej hmoty. Aktívnejšie galaxie mali tendenciu mať prázdne jadrá.
Nové zistenia naznačujú, že zahrievanie temnej hmoty je skutočné a zohráva významnú úlohu pri správaní sa temnej hmoty. Galaxie, ktoré už dávno prestali tvoriť hviezdy, mali tiež menej energie na to, aby vytlačili temnú hmotu z galaktického centra. V týchto prípadoch sa tmavá hmota chovala tak, ako to predpovedajú jednoduché modely. Aktívnejšie galaxie tvoriace hviezdy sa viac zahrievali a vďaka tomu sa tmavá hmota odchyľovala od modelov.
Ak je toto zistenie správne, zužuje možnosti toho, čo by temná hmota mohla byť, aj keď nie dramaticky: Musí to byť niečo, čo by sa vyhodilo z stredu galaxie množstvom nových hviezd. A tento výsledok by mohol znamenať, že nie je potrebné navrhovať najrôznejšie bizarné vlastnosti temnej hmoty na vysvetlenie, ako sa látka chová.
Stále však nie je isté. Vedci vo svojej práci uznali, že sa spoliehali na metódy simulácie temnej hmoty, ktoré sa dostali do určitej kritiky. Tam by mohli byť ďalšie galaxie s vlastnosťami niekde medzi hrotovým a jadrovým modelom, čo by nové zistenia komplikovalo.
Doteraz však detektívi temných látok môžu na svoje vývesky pokryté červenou šnúrou obrátiť ďalší dôkaz.
