Od třicátých let minulého století astronomové bezvýsledně hledají sílu, která drží pohromadě shluky galaxií. Do jednoho takového patří i Mléčná dráha. Obří soustavy složené z miliard hvězd totiž rotují tak rychle, že by se podle gravitačního zákona formulovaného Newtonem a modifikovaného Einsteinem měly rozpadnout. Nabízejí se dvě řešení problému: buď gravitace působí na velké vzdálenosti silněji, než by měla nebo podstatnou část hmotnosti galaxií představuje neviditelná substance, pro kterou se vžil název temná hmota.
Přijmout vysvětlení počítající s existencí neviditelné hmoty znamená připustit, že tato forma ve vesmíru dominuje. Výpočty ukazují, že by nad běžnou „svítící“ látkou, ze které je složena naše sluneční soustava, Země i naše těla, převažovala v poměru 6:1.
První důkaz
Z definice temné hmoty vyplývá, že nevyzařuje žádné paprsky ani ve viditelném spektru, ani v ultrafialovém či rentgenovém. Záhadná látka se může „prozradit“ jen svým gravitačním působením na okolní objekty tvořené běžnou „svítící“ hmotou. Za běžných okolností je navíc příliš dobře promíchána s „normální“ hmotou, což ztěžuje její odhalení.
Průlom přineslo pozorování objektu 1E0657-556, který vznikl po srážce dvou shluků galaxií. Obě soustavy se před sto miliony lety srazily rychlostí 4700 kilometrů za sekundu. Pokud by temná hmota neexistovala, tvořil by kupy galaxií z největší části horký mezihvězdný plyn. Jeho celková hmotnost by musela být desetkrát větší než hmotnost všech hvězd. Američtí astronomové však zjistili, že v případě 1E0657-556 je nejvíce hmoty koncentrováno mimo oblast horkého plynu.
Zatímco plyn lze pozoroval přímo,v tomto případě pomocí vesmírné rentgenové observatoře Chandra, temná hmota se prozradila díky efektu tzv. gravitační čočky. Astronomové s využitím Hubbleova teleskopu, širokoúhlé digitální kamery Wide-Field Imager a obřího dalekohledu Evropské jižní observatoře totiž zaznamenali, že se vlivem gravitace „podezřelé“ oblasti zakřivuje světlo vzdálenějších galaxií.
S gravitací si nevystačíme
Galaktické kupy se po srážce znovu rozdělily. Mračna horkého plynu se naproti tomu vzájemně promíchala a za jádry kup zaostávají. Molekuly plynu totiž mezi sebou váže i elektromagnetická síla, která však na temnou hmotu nepůsobí.
| Video |
Poprvé na nesoulad mezi pohyby kup galaxií upozornil švýcarskoamerický astronom Fritz Zwicky už v roce 1933. Proč tedy trvalo její hledání tak dlouho? „Srážka kupy mnoha tisíců galaxií je poměrně řídký jev,“ řekl LN profesor Jan Palouš z Astronomického ústavu Akademie věd ČR. „Doposud nikdy nebyla kolize pozorována s využitím tolika různých metod jako tentokrát.“
Z temné hmoty, která byla doposud vnímána spíše jen jako teoretická pomůcka, se stává pevná součást modelu vesmíru.
