Záhada galaxie bez temné hmoty vyřešena, odsává ji galaxie jiná

TLDR: Vzdálené končiny galaxie DS4 mohly pocuchat naše teorie. Vysvětlení této galaxie bez temné hmoty je ale prosté – prožívá právě zřejmě apokalypsu! Studie tuna.

Tajemná temná hmota

Titěrná galaxie NGC 1052-DF4 je sice vzdálená 44 milionů světelných let, přesto udělala předloni ve světě kosmologie nemalé vlny. Její pozorování totiž naznačilo, že galaxie má kolem sebe šokantně málo temné hmoty – přitom právě galaxie temnou hmotu potřebují typicky nejvíce, jinak by nerotovaly, jak rotují. Nynější studie naznačuje řešení záhady – temná hmota kolem NGC 1052-DF4 skutečně chybí, ale jenom protože ji ukradly galaxie okolní.

Pro nově příchozí si raději důvody pro temnou hmotu vysvětleme ještě jednou. Obecně očekáváme, že galaxie musí kolem sebe mít temnou hmotu, protože si bez ní nedovedeme vysvětlit rotaci galaxií. S trochou nadsázky (a určité nepřesnosti) totiž to, co vidíme z galaxií, rotuje jako jeden disk. Ale různé části toho disku by měly rotovat různou (různější…) rychlostí. Pokud rotují stejnou (stálejší…), na onu hmotu musí gravitací působit nějaká jiná neviděná hmota v okolí galaxie. Z vysvětlení tohoto paradoxu při pozorování se zrodil právě koncept temné hmoty. Není to tak, že jde jenom o teoretickou ideu, naopak jde o ideu pramenící čistě z pozorování.

Co přesně má formu temné hmoty na úrovni částic, ještě nevíme, a pátrání je v tomto ohledu stále značně děravé. Objevují se tak i exotičtější teorie, které by vysvětlovaly podstatu temné hmoty. Při podobných spekulacích se mnohdy trochu ztrácí, že byť neznáme (zatím) podstatu temné hmoty, její gravitační vliv je mnohokrát pozorovaný. A nejde jen o rotaci galaxií, ale i principy gravitačního čočkování. TLDR: něco v okolí galaxií zjevně je, jenom ještě furt nevíme co (protože, surprise, to prostě vidíme blbě).

Nojo, ale dva roky nazpět se objevila NGC 1052-DF4, aby jako velký trollič do těchto (desítky let probíhajících) úvah hodila skutečně nabroušené vidle. Měření rychlosti pohybu hvězd uvnitř DF4 (viz předminulý odstavec o důvodech pro temnou hmotu) naznačila, že tahle vzdálená hrouda hvězd skoro zcela postrádá temnou hmotu!

Co má tenhle potížista za problém, že musí svou existencí otravovat teorie oholených opic ze třetí planety od Slunce?

df4 ngc 1035
DS4 vs. větší mateřská NGC 1035, de facto 44 milionů nazpět, koronizováno.
Zdroj: Montes et al., ApJ, 2020

Galaxie před smrtí

Na to odpovídá nová série pozorování týmu vědátorky Mireia Montes učiněná s pomocí Hubbleova teleskopu. Ze sledování okolí NGC 1052-DF4 se ukazuje, že daná galaxie se nachází blízko masivnější galaxie NGC1035. Právě tenhle větší budulínek z menší galaxie zřejmě odsává viditelnou (baryonovou) hmotu i „neviditelnou“ temnou (nebaryonovou) hmotu.

DF4 jako menší galaxie má tedy deficit temné hmoty. Procesu výměny hmoty mezi galaxiemi se v práci říká tidal disruption –čili jakési „slapové narušení“, ale můžeme si ho popularizátorsky překřtít na kosmický odliv (ale permanentní)! Podstatnější je, jak na jeho vlnky vědátoři došli…

df4 tails
Stopy kosmického odlivu. Zdroj: Montes et al., ApJ, 2020

Přesnější a trvalejší pozorování totiž naznačila, že ačkoliv DF4 vypadá jako malá, symetrická a poklidná galaxie, její okrajové části (a to i viditelné, svítící hmoty) jsou nečekaně slabé. Zdá se, že jsou slapovými silami – tj. „přitahováním gravitací jiné, větší galaxie opodál“ – trhány a odfukovány pryč z DF4 někam jinam!

Protože předpokládáme, že temná hmota je u galaxií přítomná v okolí galaxie (tvoří galaktické halo), pokud vidíme odtrhávanou svítivou hmotu, ještě před ní musela být odtrhnuta i temná hmota. Doslova platí, že hvězdy začnou být odtrhávány z DF4 až v momentě, kdy temná hmota v halo poklesne pod 10 až 15 % celé hmoty galaxie. Jinak se uvažuje o tom, že temná hmota má PODSTATNĚ VÍCE hmoty než celá galaxie.

Jinak řečeno, ono odtrhávání znamená, že DF4 je pravděpodobně odsouzena k rozmetání své hmoty do kosmického okolí. Absence temné hmoty je nejspíše jen důkazem toho, že tato galaxie umírá.

Popis není dostupný.
Zdroj: ABC/NASA, vlastní

Vlnky v moři

Leckdo by mohl namítnout, že dané řešení je tak trochu šalamounské – vidíme galaxii, co nám nesedí do rovnic, a tak řekneme, že jde o katastrofální anomálií, ha! Faktem rozhodně stále je, že obecně je zkoumání a uvažování nad temnou hmotou bolavé jako neléčený vřed, a DF4 zdaleka není jedinou komplikací našich modelů. Například i pozorování galaxií v rané fázi vesmíru po Velkém třesku také naznačuje divné rotační křivky, skoro jako by tehdy měly také málo temné hmoty

Vesmír je stále plný záhad, a nedá nám je zadarmo. Nicméně, zrovna v případě DF4 se skutečně zdá, že vidíme spíše kataklyzma jedné nešťastné galaxie nežli kosmologický trend, který pocuchá naše nešťastné modely.

Vesmír je nejen temný, ale i plný hrůz, a neměli bychom zapomínat, že tu docházelo a bude též dále docházet i na i obrovské kosmické apokalypsy, vedle nichž je třebas dopad, co vypnul na Zemi dinosaury, jenom nudnou pidivlnkou v rozbouřeném nekonečném moři!

[Jan „JaRon“ Tomaštík, LL]

Vědátor vzniká v dílně spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd za podpory MUDRstart, který tvoří přípravné testy pro studenty vysokých škol. Krom různých autorů projekt jako šéfredaktor vede Ladislav Loukota – jeho kontaktní mail je vedatororg@seznam.cz

Diskuze

Reklama