Mračno Smith by mělo být obklopeno halem temné hmoty. Kredit: NRAO/AUI/NSF.

Pokud jde o temnou hmotu, jsme rádi, že víme, že nejspíš existuje. Pak máme k dispozici celou řadu nepřímých vodítek, kupu vyloučených parametrů a teorií, a také stále ještě dost nepřehlednou hromadu více či méně exotických hypotéz, které jsme doposud nesmetli ze stolu. Zdaleka není jasno ani v tom, jaké částice by měly tvořit temnou hmotu, pokud existují.

Většina teorií o temné hmotě předpokládá, že jde o nějaký, nejspíš hodně exotický fermion. Částice tohoto typu představují základní stavební kameny běžné hmoty, jako elektrony nebo protony. Jsou ale i další, ještě exotičtější možnosti.

Arun M. Thalapillil. Kredit: IISER Pune.

Temnou hmotu by mohly tvořit například bosony. Pokud víme, tak takové částice obvykle představují nosiče určité fyzikální síly, jako v případě fotonu elektromagnetické síly.

Temná hmota by se ovšem mohla skládat z bosonů úplně nového typu. Díky tomu by mohla mít nečekané vlastnosti. Například by mohla být v galaxii rozložená v podobě stabilních shluků o velikosti hvězd. Tyto shluky, takzvané q-bally (q-ball) by mohly putovat galaxiemi, pro běžnou hmotu prakticky „neviditelné.“ To ale neznamená, že bychom je nemohli vystopovat.

Logo. Kredit: IISER Pune.

Arun M. Thalapillil s týmem indických astrofyziků z Indian Institute of Science Education and Research (IISER) Pune nedávno navrhl metodu, jak po takových q-ballech pátrat. Tyhle objekty by neměly vyzařovat ani absorbovat záření, takže je nelze hledat obvyklými astronomickými postupy. Zároveň by ale q-bally měly být tvořené množstvím hmoty (tedy temné hmoty), v relativně malém prostoru. Proto by jejich gravitace měla ohýbat světelné paprsky podobně jako jiné hmotné objekty.

Jde o to, že pokud bychom pozorovali nějakou hvězdu a v té době mezi námi a dotyčnou hvězdou proplul q-ball, na chvíli by to zvětšilo obraz hvězdy. Byla by to důvěrně známá gravitační mikročočka, sice nesmírně slabá, ale v zásadě měřitelná.

Badatelé již prozkoumali dostupná data z průzkumů mikročoček ve vesmíru. Snažili se zjistit, zda vylučují existenci q-ballů nebo jestli jim dávají určitou šanci. Ukázalo se, že pokud nějaké q-bally existují, tak tvoří maximálně pár procent fenoménu temné hmoty ve vesmíru. Jde spíše o úvodní nástřel než finální verdikt a hon na q-bally bude zřejmě pokračovat.

Video: Does Dark Matter Fail? - Ask a Spaceman!

Literatura

Universe Today 3. 3. 2023.

arXiv:2302.11590.