Jak se zkoumá neviditelná temná hmota a energie

Jak se zkoumá neviditelná temná hmota a energie
Sdílej
 
Někdy se jim říká temná, ale možná je lepší skrytá. Řeč je o hmotě a energii, které tvoří většinu vesmíru. Co to je? Vědci je zkoumají pomocí Webbova teleskopu a sondy Euclid. Měří rudý posuv a pomáhají jim gravitační čočky.

Viditelná hmota v podobě hvězd, planet, asteroidů a celých galaxií tvoří jen malou část vesmíru. Tu větší část zabírá skrytá temná hmota a energie, které nevidíme. Podobně jako u černých děr ale pozorujeme jejich vliv na okolí a v případě skryté energie dokonce na celý vesmír. Sonda Euclid má na palubě malý dalekohled a vědecké přístroje. Nebude pořizovat dechberoucí snímky, ale pomůže nám prozkoumat samotnou podstatu a historii vesmíru.

Ve společnosti Webbova teleskopu

Evropskou družici Euclid vynesla 1. července raketa Falcon 9 z Mysu Canaveral. Po startu se vydala do libračního centra L2 v soustavě Slunce-Země ve vzdálenosti 1,5 milionu kilometrů od nás. Jedná se o místo, kde se vyrovnávají gravitační a odstředivé síly soustavy.

Nám stačí vědět, že se vzdálenost Euclidu od Země a Slunce nebude po celou dobu výrazně měnit. Euclid bude okolo bodu L2 obíhat a nebude tam sám. Pohybuje se tam také slavný Vesmírný dalekohled Jamese Webba (JWST).

Na palubě má Euclid více než metrový dalekohled a dva vědecké přístroje. Prvním je VIS, což je kamera pro viditelné záření, která bude pořizovat černobílé fotografie. Přístroj NISP pak dokáže pracovat v blízké infračervené části spektra.

Skrytá temná energie

Vesmír se od svého vzniku (Velkého třesku) rozpíná. Vědci očekávali, že bude rozpínání vesmíru kvůli gravitaci všech objektů postupně zpomalovat. Na konci 90. let minulého století ale zjistili, že se naopak zrychluje. Může za to skrytá temná energie, o které toho zatím moc nevíme.

Euclid bude umístěn v libračním centru L2 •  NASA/ESA / Richard Massey, Leah Hustak, NASA, ESA & L. Calçada, Airbus

Pomoci rudého posuvu bude Euclid měřit vzdálenosti galaxií. Podívá se na třetinu oblohy a 12 miliard galaxií. Podrobně změří rudý posuv (viz. níže) u 35 milionů z nich. Bude studovat i hodně vzdálené, a tedy hodně staré galaxie z doby, kdy měl vesmír jen 3 miliardy let. Díky tomu budeme znát rozložení galaxií v prostoru a času a zjistíme, jak skrytá energie ovlivňovala rozpínání vesmíru v průběhu času.

Skrytá temná hmota

Skryté hmoty je pětkrát více než viditelné a je zřejmě tvořena z různých druhů částic. Nevidíme ji, ale sledujeme, jak ovlivňuje například pohyb galaxií. Euclid využije gravitačních čoček a rudého posuvu a sestaví trojrozměrnou mapu galaxií. Určí nejen jejich vzdálenosti ale také rozložení skryté hmoty v daných galaxiích. Očekává se, že do konce šestileté mise vygeneruje asi 100 000 TB dat. První výsledky budou zveřejněny v roce 2025.

Skrytá temná hmota v prostoru. Mapa byla vytvořena pomoci pozorování gravitačních čoček Hubbleovým dalekohledem •  NASA/ESA / Richard Massey, Leah Hustak, NASA, ESA & L. Calçada, Airbus

Rudý posuv ve vesmíru:

Co je to rudý posuv ve vesmíru? Světlo můžeme rozložit na spektrum. Je to vlastně podobné jako duha, ale u ní je na barvy rozložené jen viditelné světlo. Ve spektru se nachází čáry, které odpovídají chemickým prvkům. Spektrální čáry galaxií se posouvají k jednomu z konců spektra. Posuv je tím větší, čím větší je vzdálenost galaxií od nás. Protože se čáry posouvají k rudému konci spektra, říká se tomu rudý posuv.

Gravitační čočky:

Velké objekty ve vesmíru mají tak velkou hmotnost, že svou gravitací dokáží ohnout a zesílit světlo vzdálených objektů. Fungují v podstatě jako čočky. Takovou gravitační čočkou může být planeta, hvězda, galaxie, ale také skrytá hmota. Můžeme tak zkoumat objekty, které nevidíme, ale projeví se svou gravitací. Gravitační čočky také umožňují studovat velmi vzdálené galaxie, které bychom normálně neviděli, ale čočka jejich světlo zesílí.

Když mladičký vesmír rodil hmotu: Co se dělo v první biliontině sekundy existence?

Když mladičký vesmír rodil hmotu: Co se dělo v první biliontině sekundy existence?

Webbovo oko: Nejdražší teleskop odhaluje tajemství vesmíru

Webbovo oko: Nejdražší teleskop odhaluje tajemství vesmíru

Tajemný Quaoar: Záhada trpasličí planety

Tajemný Quaoar: Záhada trpasličí planety

 

Články odjinud