Velká struktura vesmíru. Kredit: Andrey Kravtsov (The University of Chicago) & Anatoly Klypin (New Mexico State University).

O legendárním tažení za tajemstvím temné hmoty slyšel už asi každý. Ale fyzici kupodivu hledají i běžnou, tedy baryonovou hmotu. Vládnoucí kosmologické modely totiž ukazují, že by ve vesmíru měl být asi dvojnásobek běžné hmoty, ve srovnáním s tím, co ve vesmíru pozorujeme. Když se to tak vezme, tak naše úspěšnost ve hledání hmoty ve vesmíru je zatím „nic moc“. Cimrman by to jistě ocenil.

Teď se to, naštěstí, mění v náš prospěch, alespoň trochu. Hned dva vědecké týmy nezávisle na sobě vůbec poprvé detekovaly veliké množství běžné hmoty, které zhruba odpovídá veškeré doposud známé běžné hmotě ve vesmíru. Jsou to nezměrná, gigantická vlákna horkého a řídkého plynu, která spojují jednotlivé galaxie mezi sebou.

Ralph Kraft. Kredit: CfA.

Šéf jednoho z týmů Hideki Tanimura z Institute of Space Astrophysics ve francouzském Orsay, to vyjádřil docela jasně – podle něj jsme konečně vyřešili problém s chybějící baryonovou hmotou. Nepochybně s tím souhlasí i vedoucí druhého týmu Anna de Graaff ze skotské Edinburské univerzity a také jejich kolegové. Vtip je v tom, že zmíněný mezigalaktický plyn je velice nezřetelný a řídký. Není dost horký na to, aby ho viděly rentgenové teleskopy. Proto ho zatím nikdo neviděl. Až doteď.

Podle Richarda Ellise z University College London se o tomto mezigalaktickém plynu vždy jen spekulovalo. Týmy Tanimury a de Graaffové na to museli rafinovaně a usilovnou prací. Využili přitom Sunjajev‑Zeldovičův jev, tedy to, že mikrovlnné reliktní záření vesmíru reaguje s elektrony v horkém plynu, což při pozorování ze Země v daném směru ovlivňuje jeho výslednou podobu.

Mapa reliktního záření z dat satelitu Planck. Kredit: ESA & Planck Collaboration.

V roce 2015 satelit Planck detailně zmapoval reliktní záření. Jenže plyn propojující galaxie je natolik řídký a nezřetelný, že na mapě reliktního záření satelitu Planck není patrný. Oba dva badatelské týmy si proto vybraly dvojice galaxií ze Sloanovy digitální přehlídky oblohy (SDSS), o nichž předpokládaly, že budou propojené zmíněným řídkým plynem.

Tanimurův tým analyzoval 260 tisíc dvojic galaxií, skupina de Graaffové jich studovala více než milion. Z dat satelitu Planck se jim nakonec podařilo zviditelnit kosmická vlákna plynu mezi galaxiemi, který je několikrát hustší nežli okolní vesmír. Odkryli tím baryonovou hmotu, kterou předpovídaly simulace vesmíru už dlouhá desetiletí, a potvrdili některé z našich předpokladů o vesmíru.

Podle Ralpha Krafta z centra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics v Massachusetts vlastně všichni věděli, že tam něco takového je. Teď je to ale poprvé, když někdo, tedy oba zmíněné týmy, přišel s definitivní detekcí těchto vesmírných vláken plynu. Nebyla to snadná cesta, ale řada našich představ o vývoji struktury vesmíru se teď ukazuje jako správná.

Literatura
New Scientist 9. 10. 2017, arXiv:1709.05024, arXiv:1709.10378.