Malá družice HaloSat bude zkoumat halo Mléčné dráhy a hledat chybějící hmotu ve vesmíru

20. 07. 2018
13. července byla z paluby ISS vypuštěna malá sonda HaloSat, jejímž úkolem bude zkoumat bezprostřední okolí Mléčné dráhy a hledat hmotu, která byla přítomna krátce po velkém třesku, ale dnes ji astronomové nemohou najít. Jde o malý cubesat, který bude snímat rentgenové záření a pokusí se potvrdit, nebo vyvrátit jednu z teorií o umístění této chybějící hmoty.
Studiem reliktního záření (cosmic microwave background, CMB) přišli vědci na to, že běžná hmota tvoří pouhých 5 % hmoty a energie ve vesmíru, zbytek představuje temná hmota a temná energie. Tento stav krátce po velkém třesku však neodpovídá tomu, co dnes astronomové pozorují ve vesmíru, zhruba třetina běžné hmoty jako by chyběla. Nacházet by se mohla v horkých pohybech v mezigalaktickém prostoru, nebo v galaktickém halu, což je prostor obklopující galaxie.
Družice HaloSat bude prostřednictvím rentgenového záření zkoumat galaktické halo Mléčné dráhy a hledat tuto chybějící hmotu. Zaměřovat se bude na horké plyny o teplotách několika milionů stupňů celsia, které emitují rentgenové záření. Na rozdíl od jiných rentgenový teleskopů, které se zaměřují na konkrétní zdroje, body na hvězdné obloze bude HaloSat zkoumat velkou část oblohy najednou.
Mise by měla určit tvar galaktického halo Mléčné dráhy. Vědci totiž doposud neví, jestli kopíruje zploštělý tvar naší galaxie, nebo má spíše kulovitý tvar, což ovlivňuje množství hmoty, které jej tvoří.
Aby nebyly výsledky ovlivněny rentgenovým zářením že Slunce, bude HaloSat zkoumat hvězdnou oblohu pouze na noční straně, kdy je krytý planetou. Na denní straně bude nabíjet své baterie.
Nedávná pozorování nicméně naznačují, že chybějící hmota by se mohla nacházet v mezigalaktickém prostoru. Mise HaloSat tak bude moci potvrdit nebo vyvrátit měření získaná jinou cestou.
Až třetina hmoty ve vesmíru se doposud ukrývala, měla by se nacházet v mezigalaktickém prostoru
25. 6. 2018 Vesmír se podle pozorování astronomů skládá z temné energie (68 %), temné hmoty (27 %) a běžné (baryonické) hmoty (5 %). Při studiu počátků vesmíru však vědci odhadli množství vytvořené běžné hmoty ve velkém třesku o celou třetinu větší, než kolik dokáží astronomové pozorovat dnešními teleskopy. Podle nové studie se chybějící hmota z počátku vesmíru nachází v mezihvězdném prostoru v řídkých oblacích plynů. Nejde však o temnou hmotu, která je pravděpodobně tvořena zcela jinými, exotickými subatomárními částicemi, ale o hmotu běžnou, která je tvořena baryony, mezi které patří také protony a neutrony.
Posledních několik let vědci pracovali s teorií, že se chybějící hmota může nacházet v tzv. teplém-horkém mezigalaktickém médiu (Warm-Hot Intergalactic Medium, WHIM). To však není snadné pozorovat přímo a běžnými metodami, vědci tak museli přijít s jiným způsobem, jak WHIM změřit. Ke svému pozorování použili vesmírné teleskopy Hubble a XMM Newton.
Objev se podařil při zkoumání vzdálené extrémně zářivé černé díry (kvazaru 1ES 1553), jejíž signál byl na cestě k Zemi částečně absorbován doposud neznámým materiálem. Při dvouletém pozorování se vědcům podařilo potvrdit stabilní absorpci vysoce ionizovaného kyslíku, což podle jejich studie vylučuje původ absorpce při zdroji a zároveň napovídá složení mezigalaktické hmoty, kterou signál z černé díry proletěl.
Z celého objemu běžné hmoty ve vesmíru by podle vědců měly 10 % tvořit galaxie a hmota v nich (černé díry, hvězdy, planety a další objekty). Celých 60 % potom tvoří oblaka plynů v mezigalaktickém prostoru. Zbývajících 30 % by měla tvořit hmota v regionech WHIM, kde se při teplotách kolem milionu stupňů Celsia shlukuje do vláken tvořících rozsáhlou pavučinu.
Tyto závěry je nyní třeba potvrdit dalším pozorováním. Vědci plánují zaměřit se na další vzdálené kvazary a ověřit, zda jsou podobné absorpce elektromagnetického spektra také v ostatních regionech vesmíru.
Více informací
Následujte LIVINGfUTURE na sociálních sítích