Spiknutí temné hmoty ve spirálních i eliptických galaxiích  
Průzkum pohybu hvězd blízkých spirálních a eliptických galaxií prozradil, že se v nich hvězdy pohybují překvapivě konstantní rotační rychlostí, bez ohledu na jejich pozici uvnitř galaxie.

 

Simulace temné hmoty uvnitř galaxií. Kredit: Springel et al., Virgo Consortium, MPI Astrophysics.
Simulace temné hmoty uvnitř galaxií. Kredit: Springel et al., Virgo Consortium, MPI Astrophysics.

Když astronom švýcarského původu Fritz Zwicky v roce 1933 zkoumal kupu galaxií Coma v souhvězdí Vlasy Bereniky (Coma Berenices) a pozoroval ve zdejších galaxiích pohyby hvězd, tak s hrůzou zjistil, že mu galaxie vycházejí mnohonásobně hmotnější, než by měly být vzhledem ke své zářivosti. Usoudil, že většina hmoty galaxií není vidět a použil tehdy jako první výraz temná hmota (v originále jako dunkle Materie).

Nakonec z toho bylo jedno z největších vědeckých překvapení dvacátého století. Hvězdy v galaxiích zřejmě pohání gravitační síla neviděné temné hmoty. Podle dnešních výpočtů je temné hmoty v galaxiích o něco méně, než se obával Zwicky, víme o ní ale zhruba to samé, co on. Nic. Tušíme, že by za temnou hmotou mohla být nějaká exotická částice, která ale zatím naprosto vzdoruje veškerým pokusům o objevení.

Michele Cappellari. Kredit: Oxford University.
Michele Cappellari. Kredit: Oxford University.

Ať je už ale temná hmota co chce, pokud existuje, tak tvoří nějakých 85 procent hmoty vesmíru. Na obyčejnou viditelnou hmot, se kterou se setkáváme v běžném životě i ve vesmíru, tak zbývá nepříliš lichotivých 15 procent. Při současné posedlosti válečnými výročími neuškodí připomenout, že temná hmota trápí astrofyziky už od Hitlerova nástupu k moci.

Mezinárodní tým astronomů, který vedl Michele Cappellari z Oxfordu, nedávno ohlásil překvapivý objev, nadále prohlubující záhady kolem temné hmoty. Povedlo se jim odhalit prý až šokující podobnosti v gravitační síle uvnitř spirálních a eliptických galaxií. Skrytý vliv temné hmoty je v tomto objevu takřka hmatatelný.

Rotační pohyby hvězd ve spirálních a eliptických galaxií. Kredit: M. Cappellari & Sloan Digital Sky Survey.
Rotační pohyby hvězd ve spirálních a eliptických galaxií. Kredit: M. Cappellari & Sloan Digital Sky Survey.


Cappellari a jeho kolegové využili mohutnou pozorovací sílu největšího optického teleskopu světa v Observatoři W. M. Kecka na Havaji. S jeho pomocí zmapovali pohyb hvězd ve vnějších oblastech galaxií, přičemž jim neocenitelné služby prokázal spektrograf DEIMOS (DEep Imaging and Multi-Object Spectrograph). Svá pozorování prováděli v rámci průzkumu blízkých galaxií SLUGGS (SAGES Legacy Unifying Globulars and GalaxieS). Ze získaných dat o pohybu hvězd pak dostali rozložení hmoty v pozorovaných galaxiích.

Podle Cappellariho je nanejvýš pozoruhodné, že hvězdy spirálních i eliptických galaxií rotují kolem galaktického jádra konstantní rychlostí. Aniž by záleželo na jejich pozici v galaxii. Pro vědce to znamená, že se hvězdy a temná hmota v galaxiích nějak spikli a v galaxiích se uspořádali tak, aby to bylo úžasně zábavné. Kolem středu galaxií převažují hvězdy, na jejich periferii zase temná hmota.

Logo projektu SLUGGS
Logo projektu SLUGGS

Potíž je v tom, že ke spiknutí temní hmoty potřebujeme mírně vyšperkovat data. Jedině tak mohou vysvětlit zamotaná pozorování. To je pro některé astronomy natolik nepřijatelné, že představu temné hmoty zavrhují. Pozorované jevy v galaxiích by podle nich měla vysvětlit modifikovaná newtonovská dynamika, známá jako MOND (Modified Newtonian dynamics), původně teorie izraelského fyzika Mordehaie Milgroma. Ta vychází z představy, že newtonovy zákony nefungují příliš dobře v měřítku galaxií a je zapotřebí jistých úprav, modifikací newtonovských zákonů, aby všechno vyšlo. Je fascinující, že se ani za ta desetiletí nepovedlo alternativu k temné hmotě MOND spolehlivě vyloučit z příběhu o temné hmotě, takže je stále  ve hře.

Spirální galaxie, u nichž Zwicky původně vystopoval temnou hmotu, obsahují méně než polovinu veškeré hmoty hvězd ve známém vesmíru. Eliptických a jim podobných galaxií je tedy ve vesmíru víc. Když víme, že eliptické galaxie mají v porovnání se spirálními galaxiemi odlišnou strukturu a historii, a přesto v obou typech galaxií hvězdy rotují kolem jádra galaxie konstantní rychlostí a ukazují na přítomnost záhad, tak výsledky Cappellariho a spol. stojí o to víc za pozornost. Dobrodružství s temnou hmotou stále pokračuje.




Literatura: Swinburne University of Technology 30. 4. 2015, Astrophysical journal Letters 804: L21, Wikipedia (Dark matter, Modified Newtonian dynamics).

 

Datum: 10.05.2015
Tisk článku

Konec Evropy - Diktátoři, demagogové a doba temna před námi - Kirchick James
 
 
cena původní: 398 Kč
cena: 370 Kč
Konec Evropy - Diktátoři, demagogové a doba temna před námi
Kirchick James
Související články:

Exotická supernova objevená při hledání temné energie     Autor: Vladimír Pecha (06.07.2014)
Pozoruje spektrometr AMS produkty částic temné hmoty?     Autor: Vladimír Wagner (28.09.2014)
Je nevysvětlitelný rentgenový signál stopou temné hmoty?     Autor: Stanislav Mihulka (18.10.2014)
Tvoří temnou hmotu temná makra s podivnými kvarky?     Autor: Stanislav Mihulka (14.12.2014)
Tajemství Chladné skvrny a největší prázdnota ve vesmíru     Autor: Stanislav Mihulka (23.04.2015)
Blíží se záhada s gravitační konstantou k překvapivému rozuzlení?     Autor: Stanislav Mihulka (26.04.2015)
Gigantické vesmírné tsunami křísí umírající galaxie     Autor: Stanislav Mihulka (28.04.2015)



Diskuze:

neměl jsem čas číst odkazy, ale žlutá čára

Josef Hrncirik,2015-05-13 07:30:06

pozorované úhlové rychlosti by měla někde začít klesat k nule, jinak dostanu nekonečnou hmotu galaxie a únikovou rychlost. Nebo je tam prostě víc prachu a mlhy (méně světla svítí ven než je plánováno, nebo objekty jsou menší a tím méně zapařené). A to je ta zaTemněná Hmota.

Odpovědět


Re: neměl jsem čas číst odkazy, ale žlutá čára

Mojmir Kosco,2015-05-13 09:15:28

neumím se dopátrat zda se jeví že vesmír se rozpíná rovnoměrně . Zda se že z některých směrů máme víc a z některých míň relevantních údajů .Co když je celkový rozměr vesmíru stejný ale jaksi se třeba zužuje .

Odpovědět


vždyť je to jedno, stejně pak neplatí zákon zachování energie

Josef Hrncirik,2015-05-13 16:47:51

Možná že se taky současně fláká hmota a čas a nutně i náboje; nebo, že by jen světlo jak etér měkne?
Proč skoro všechno rotuje? Odchylky od symetrie, tj. od cca nulové rotace by měly s velikostí systému snad relativně klesat?
Stejně by mělo vše skončit v minimu potenciální energie v jediné černé díře a slapové jevy a gravitační vlny by měly srazit i 2 poslední díry.
A když se to vypaří, zase to napadá zpět, entropie, neentropie.
A vůči čemu to rotuje jako Všehomír?

Odpovědět


Re: vždyť je to jedno, stejně pak neplatí zákon zachování energie

Mojmir Kosco,2015-05-14 09:07:19

To je jistě pravda ,v případě že se mění celkový objem ale ,co když se mění pouze tvar ? V tom případě by se energie ani hmota neztráceli , a kam a vůči čemu by vesmír měnil a rotoval patří do stejné kategorie jako kam se rozšiřuje .Na vnitřní struktury tj. galaxie a výš by to mělo asi poměrně značný vliv a spousta jevů by to pomohlo vysvětlit .Vesmír by rovněž nemusel být konstantní ve významu neměnný.

Odpovědět

asi

Mojmir Kosco,2015-05-12 12:08:24

bude rozhodující celkový tvar kosmu a uhlová rychlost celkového otáčení kosmu. Proč není patrné rozpínání vesmíru mezi stejně vzdálenými objekty ? To se rozšiřuje vesmír pouze jedním směrem ?

Odpovědět


Vesmír = Vibrátor s módy Bang-Crash. = to trvale udržitelné

Josef Hrncirik,2015-05-16 08:11:47

Odpovědět

Já jako laik to vidím trochu jinak

Karel Rabl,2015-05-11 05:58:46

je to něco jako obrovská nálevka čas neboli čtvrtý rozměr a hmota je něco mezi tím rotujíc mezi kladnnějším a zápornějším časem v prostoru, který si sama vytváří takže, k onomu pohybu hvězd na okrajích galaxií dochází zakřivením prostoru nebo chcete li času čili gravitace.

Odpovědět

MOND

Jan Novák9,2015-05-11 04:45:42

Myslím že jsem někde viděl práci která MOND vyloučila na základě pozorování gravitačního čočkování temné hmoty v případech kdy se po srážce galaxií temná a viditelná hmota oddělila. Leda že by temná hmota byla v jádru a MOND platil na okraji. To by bylo logičtější než prstenec temné hmoty kolem galaxie.

Nebo někdo odflákl simulaci galaxií v tomto virtuálním vesmíru :-))
Tak jako simulaci na kvantové škále, kde se to simuluje jenom když se někdo koukne :-))

Odpovědět

nihil novum sub Galaxy

Josef Hrncirik,2015-05-10 21:12:32

nakoukl jsem se na předlohu k tomuto článku, v domnění, že poznání pravdy mě osvobodí. Byl tam navíc jen graf nazvaný oběžné rychlosti, ale na osách byly jen úhly v rozmezí cca +-15 sec. Slibované rychlosti byly skryty jako tajný barevný parametr. Ani nebylo napsáno jak přesně a jakou banální metodou byly určeny na Havaji. Byl tam odkaz na článek. Klikl jsem na něj, ale spása stojí 10 dolarů. Tak ať si rotují jak se jim chce.

Odpovědět


Re: nihil novum sub Galaxy

Milan V,2015-05-10 22:00:45

Je tu obecně hodně mlhavých článků, a když to člověka trochu zajímá, tak narazí. Zázračný akumulátor, zázračný motor, a teď tohle.
Zajímalo by mě, jestli "vědci" mají příjem z placených článků, nebo to jde všechno do kapsy provozovatele serveru.

Odpovědět


Už mi to došlo, Doppler v mlze

Josef Hrncirik,2015-05-11 08:16:35

Odpovědět


Re: nihil novum sub Galaxy

Vašek Klamta,2015-05-11 12:35:55

Odkaz na full text v Arxivu:
http://arxiv.org/pdf/1504.00075v1.pdf

Trochu méně arogance a trochu více píle, prosím :-)

Odpovědět

súvislosť

Milan Baran,2015-05-10 16:40:19

Je nejaká súvisloť medzi množstvom hmoty a počtom čiernych dier? Ak je, tak to zodpovedá temnej hmote?

Odpovědět


Re: súvislosť

Milan V,2015-05-10 17:02:29

Nevím o tom, že by existoval způsob, jak spočítat a zvážit černé díry v naší či jiné galaxii. ---
Pokud by ale měly vzniknout normálně z velkých hvězd, muselo by být všude tolik menších hvězd, že by v galaxii nebylo k hnutí. Tento argument jsem četl o bílých trpaslících, ale myslím, že na ČD platí taky.

Odpovědět

jsem líný to hledat: o jak velké

Josef Hrncirik,2015-05-10 12:25:27

vzdálenosti a úhlové rychlosti zhruba jde, jaké jsou naměřené změny polohových úhlů vlivem rotace za poslední pětiletku? Co je vlastně měřeným "bodem", který je "viděn"? Vlastně mě to ale příliš nezajímá. Jsou to jen mlhy?

Odpovědět

Otázka

Juraj Chovan,2015-05-10 12:12:59

Poznáme už závislosť podielu temnej hmoty od veľkosti a hmotnosti galaxie? Teda, či zastúpenie temnej hmoty je približne rovnaké v malých aj veľkých galaxiách. Ak je temná hmota tvorená nejakou nám neznámou elementárnou časticou, čakal by som že energetické spektrum týchto častíc bude vo vesmíre všade rovnaké. Z pozorovaní vieme že temná hmota tvorí haló okolo galaxie takže rýchlosť pohybu častíc tmavej hmoty je zrejme blízka únikovej rýchlosti z galaxie. Malé galaxie s nízkou únikovou rýchlosťou by teda mali mať relatívne malé zastúpenie tmavej hmoty (väčšina častíc tmavej hmoty unikla), naopak obrie galaxie by haló tmavej hmoty mali mať bližšie k svojmu centru.

Odpovědět


Re: Otázka

Daniel Konečný,2015-05-10 16:35:35

Naopak, malé galaxie mívají větší poměr temné hmoty. Je to celé divné. Jednou vidím přesvědčivá pozorování existence tmavé hmoty (např. pozorování, kdy těžiště kolidujících oblaků pokračuje dál v cestě bez interakce, zatímco viditelný plyn se vzájemně brzdil), jindy to zase vypadá, že se přidá hmota tak, aby to vyšlo (právě třeba ty podivné poměry zastoupení a rozložení v galaxii).

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni












Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace