Rekordní „temný objekt“ nalezený ukrývající se v pokřiveném „Einsteinově prstenci“ vzdáleném 10 miliard světelných let
Astronomové objevili překvapivě malý „temný objekt“ číhající ve vzdáleném prstenci pokřiveného světla. Rekordní nález by mohl pomoci osvětlit záhadnou identitu temné hmoty, která by měla zásadní důsledky pro oblast kosmologie.
Uvnitř byl spatřen skrytý objekt, pravděpodobně shluk neviditelné temné hmoty B1938+666 — „Einsteinův prstenec“ nacházející se asi 10 miliard světelných let od Země. Toto světelné halo (které se na černobílých snímcích jeví jako tmavé) je tvořeno světlem ze vzdálené galaxie, které bylo ohnuto kolem bližší galaxie v popředí (tmavá tečka ve středu prstence). Toto je účinek gravitační čočkyjev, který jako první navrhl Albert Einstein teorie obecné relativity v roce 1915.
B1938+666 byl objeven v 90. letech 20. století. Ale ve dvojici nových studií, publikovaných 9. října v časopisech Astronomie přírody a Měsíční oznámení Královské astronomické společnostivýzkumníci se blíže podívali na objekt s gravitační čočkou a objevili jemné kolísání uvnitř výrazného oblouku rádiových vln ve vnějším prstenci (na snímku zbarvené červeně a žlutě). Rychle si uvědomili, že jde o gravitační poruchu způsobenou skrytým objektem.
„Z prvního snímku s vysokým rozlišením jsme okamžitě pozorovali zúžení gravitačního oblouku, což je znamení, že jsme na něčem byli,“ John McKeanastronom z University of Groningen v Nizozemsku a University of Pretoria v Jižní Africe a spoluautor obou nových studií, uvedl v prohlášení. „To může způsobit jen další malý shluk hmoty mezi námi a vzdálenou rádiovou galaxií.“
Objekt je asi 1 milionkrát hmotnější než Slunce, což zní jako hodně. Díky tomu je však ve skutečnosti asi 100krát menší než předchozí držitel rekordu pro nejméně hmotný objekt, který byl kdy detekován gravitační čočkou.
Studijní týmy odhalily tento objekt kombinací dat z rádiových observatoří umístěných po celém světě, včetně teleskopu Green Bank v Západní Virginii, pole Very Long Baseline Array v Novém Mexiku a Evropské sítě interferometrie s velmi dlouhou základní linií. To umožnilo výzkumníkům dosáhnout ekvivalentní pozorovací schopnosti dalekohledu o velikosti Země, což jim pomohlo odhalit tak jemné kolísání v datech. Informací ale bylo tolik, že výzkumníci museli přijít s novým způsobem, jak je třídit.
„Data jsou tak velká a složitá, že jsme museli vyvinout nové numerické přístupy k jejich modelování,“ Veangti Vegreeastronom z Institutu Maxe Plancka pro astrofyziku v Německu a spoluautor obou nových studií, uvedl v prohlášení. „Nebylo to přímočaré, jak to nikdy předtím nebylo.“
I když si nemohou být jisti, vědci jsou přesvědčeni, že nový objekt je malý shluk temná hmota — neviditelná hmota, která tvoří 27 % známého vesmíru a neinteraguje se světlem. To není překvapivé, vzhledem k tomu, že gravitační čočka je jedním z mála způsobů, jak můžeme detekovat a měřit temnou hmotu, díky čemuž jsou Einsteinovy prstence a další pokřivené objekty jedním z našich největší zbraně v odhalování jeho skutečné identity.
Nalezení izolovaných shluků temné hmoty, jako je tento, je zvláště užitečné pro testování „teorie studené temné hmoty“, která předpokládá, že temná hmota se může shlukovat, pouze pokud se pohybuje relativně nízkou rychlostí, což znamená, že by vydávala relativně malé množství energie, sesterská stránka Live Science Informoval o tom server Space.com.
A vědci předpovídají, že tyto shluky jsou mnohem častější, než si v současné době uvědomujeme. „Očekáváme každou galaxii, včetně té naší Mléčná dráhabýt naplněn shluky temné hmoty, ale najít je a přesvědčit komunitu, že existují, vyžaduje hodně drcení čísel,“ řekl Vegetti.
K dnešnímu dni byly identifikovány pouze tři další podobně malé, potenciální shluky temné hmoty, napsali vědci. Nová metodika však usnadní rozpoznání více shluků kolem stávajících Einsteinových prstenců a počet známých prstenců také rychle roste díky Vesmírný dalekohled Jamese Webbacož se ukázalo být výjimečně dobré je najít.
„Když jsme jeden našli, je nyní otázkou, zda najdeme další,“ Devon Powellastronom z Institutu Maxe Plancka pro astrofyziku a spoluautor obou nových studií, uvedl v prohlášení.
