Gitarová hmlovina. klikni na zväčšenie
Keďže tvorí veľkú časť vesmíru, mysleli by ste si, že budeme vedieť, čo je temná hmota. Medzinárodný tím vedcov v súčasnosti teoretizuje, že temná hmota by mohla byť triedou častíc známych ako „sterilné neutrína“. Tieto častice, formované priamo pri Veľkom tresku, by mohli zodpovedať za chýbajúcu masu Vesmíru a mali by užitočný vedľajší účinok na urýchlenie skorej tvorby hviezd.
Temná hmota mohla hrať hlavnú úlohu pri vytváraní hviezd na úplných začiatkoch vesmíru. V takom prípade však musí tmavá hmota pozostávať z častíc nazývaných „sterilné neutrína“. Peter Biermann z Inštitútu Maxa Plancka pre Rádio astronómiu v Bonne a Alexander Kusenko z Kalifornskej univerzity v Los Angeles preukázali, že keď sa rozpadne sterilný neutrín, urýchli sa tým vytváranie molekulárneho vodíka. Tento proces by mohol pomôcť rozžiariť prvé hviezdy len asi 20 až 100 miliónov rokov po veľkom tresku. Táto prvá generácia hviezd potom ionizovala plyn, ktorý ich obklopuje, asi 150 až 400 miliónov rokov po veľkom tresku. To všetko poskytuje jednoduché vysvetlenie niektorých dosť záhadných pozorovaní týkajúcich sa temnej hmoty, neutrónových hviezd a antihmoty.
Vedci zistili, že neutrína majú hmotnosť prostredníctvom experimentov s osciláciou neutrín. To viedlo k domnienke, že existujú „sterilné“ neutrína - známe tiež ako neutrína na pravej strane. Nezúčastňujú sa priamo na slabých interakciách, ale interagujú prostredníctvom zmiešania s bežnými neutrínmi. Celkový počet sterilných neutrín vo vesmíre je nejasný. Ak má sterilné neutrino hmotnosť iba pár kiloelektronvoltov (1 keV je milióntina hmotnosti atómu vodíka), vysvetlilo by to obrovskú chýbajúcu hmotu vo vesmíre, ktorá sa niekedy nazýva „temná hmota“. Astrofyzikálne pozorovania podporujú názor, že temná hmota pravdepodobne pozostáva z týchto sterilných neutrín.
Biermannova a Kusenkoova teória vrhá svetlo na množstvo stále nevysvetlených astronomických hádaniek. Po prvé, počas veľkého tresku by sa množstvo neutrín vytvorených vo Veľkom tresku rovnalo tomu, čo je potrebné na zodpovedanie za temnú hmotu. Po druhé, tieto častice by mohli byť riešením dlhodobého problému, prečo sa pulzary pohybujú tak rýchlo.
Pulsary sú neutrónové hviezdy rotujúce veľmi vysokou rýchlosťou. Vznikajú pri výbuchoch supernovy a normálne sú vyhodené jedným smerom. Výbuch im dáva „tlak“ ako raketový motor. Pulsary môžu mať rýchlosti stovky kilometrov za sekundu - alebo niekedy aj tisíce. Pôvod týchto rýchlostí zostáva neznámy, ale emisia sterilných neutrín by vysvetlila kopy pulzaru.
Gitarová hmlovina obsahuje veľmi rýchly pulzár. Ak je temná hmota vyrobená z častíc, ktoré reionizujú vesmír - ako naznačujú Biermann a Kusenko - pulzárny pohyb mohol vytvoriť túto kozmickú gitaru.
Po tretie, sterilné neutrína môžu pomôcť vysvetliť neprítomnosť antihmoty vo vesmíre. V ranom vesmíre mohli sterilné neutrína „ukradnúť“ to, čo sa nazýva „leptonovo číslo“ z plazmy. Neskôr bol nedostatok leptonovho čísla premenený na nenulové baryónové číslo. Výsledná asymetria medzi baryónmi (ako protóny) a antibaryónmi (ako sú antiprotóny) by mohla byť dôvodom, prečo vesmír nemá antihmotu.
„Tvorba centrálnych galaktických čiernych dier, ako aj štruktúra na subgalaktických mierkach uprednostňuje sterilné neutrína, ktoré zodpovedajú za temnú hmotu. Zhoda niekoľkých nepriamych dôkazov vedie k presvedčeniu, že dlho vyhľadávaná častica tmavej hmoty môže byť v skutočnosti sterilným neutrinom, “hovorí Peter Biermann
Pôvodný zdroj: Max Planck Society
