Hurikán temné hmoty hvězdného proudu S1. Kredit: C. O'Hare; NASA/Jon Lomberg.

Astronomové jsou u vytržení. Evropská vesmírná observatoř Gaia sype zajímavá data jako oslík zlaťáky. A jak se zdá, s pozoruhodnými vědeckými studiemi, které na těchto datech stavějí, se teď roztrhl pytel. Platí to i o zcela čerstvém výzkumu, který navrhuje zkusit prolomit tajemství temné hmoty detailním pozorováním hvězdného proudu S1.

Ciaran O’Hare. Kredit: Universidad de Zaragoza.

Hvězdný proud S1 objevili loni, právě v datech vytěžených observatoří Gaia. Podle všeho je to rozervaná trpasličí galaxie, kterou před časem s chutí sežvýkala Mléčná dráha. Podobných hvězdných proudů známe z dřívějška víc. Proud S1 je ale výjimečný tím, že plyne vesmírem v prostoru, v němž je i Sluneční soustava. Vědci se domnívají, že vzhledem ke svým vlastnostem tento hvězdný proud obsahuje značné množství temné hmoty.

Podle většinových názorů jsou nepřímé doklady existence temné hmoty velmi silné. Její podstata nám ale bohužel stále uniká mezi prsty, což už hraničí se schválností. Fyzici jsou ovšem tvrdí hoši a nevzdávají to. Hledají stále nové výzkumné nápady a triky, s nimiž by bylo možné temnou hmotu konečně odhalit. A třeba by jim s tím mohl pomoci právě tenhle hvězdný proud.

Ciaran O’Hare ze španělské univerzity Universidad de Zaragoza a jeho kolegové tvrdí, že hvězdný proud S1 představuje „hurikán“ temné hmoty, který sviští vesmírem v našem okolí. Je to výraz plný emocí, ale proč ne. Temná hmota taková prostě je. Podle týmu vědců nám tento hvězdný proud nabízí unikátní příležitost k detekci axionů, hypotetických elementárních částic, které jsou mezi předními kandidáty chladné temné hmoty. Jejich výzkum publikoval časopis Physical Review D.

Universidad de Zaragoza

Jak hvězdný proud S1 prochází naším kusem vesmíru, tak podle teorie s sebou vleče i temnou hmotu. Výpočty O’Hareho týmu ukazují, že se proud S1 pohybuje rychlostí přibližně 500 kilometrů za sekundu. Z toho pak badatelé odvodili několik možných scénářů, které popisují rozložení temné hmoty hvězdného proudu a její hustotu. Z těchto modelů pak vyvodili předpovědi vlastností proudu S1, které bychom mohli pozorovat.

Jinými slovy, O’Hare a spol. říkají, že díky hvězdnému proudu S1 máme šanci najít pozorovatelné doklady existence temné hmoty. O něco vyšší šanci než obvykle. Není to samozřejmě vůbec jisté, protože temnou hmotu nemusejí tvořit axiony nebo podobné částice. Teď by se měly hvězdným proudem S1 zabývat i detektory částic temné hmoty, jako je například experiment CYGNUS. Schválně, pomůže nám hvězdný proud S1 konečně rozlousknout temné tajemství kosmologie?

Literatura
Phys.org 13. 11. 2018, Physical Review D 98: 103006.