Když v roce 1966 astronom Sjur Refsdal z Hamburské observatoře přišel s návrhem využít ke studiu temné hmoty paralaxy, nikdo z jeho kolegů tomu nevěnoval téměř žádnou pozornost. V kosmu ještě žádné teleskopy nebyly a uskutečnit dvě současná pozorování téhož objektu ze dvou od sebe značně vzdálených míst se tehdy zdálo zhola nemožné.
Situace se ale změnila v roce 2003, kdy byl na oběžnou dráhu vypuštěn Spitzerův vesmírný dalekohled. Tento teleskop jako jediný ze všech obíhá Slunce za Zemí, navíc se nachází v největší vzdálenosti od nás (asi 70 milionů km), což z něj činí ideální nástroj pro aplikaci paralaxy. Právě obrovská vzdálenost mezi námi a Spitzerovým teleskopem poskytuje astronomům největší výhodu.
Paralaxa – co to je?
Wikipedie definuje paralaxu jako „úhel, který svírají přímky vedené ze dvou různých míst v prostoru k pozorovanému bodu“. Možná to zní složitě, ale nic na tom není. I když si to ani neuvědomujeme, používáme paralaxu běžně každý den, v podstatě vždycky, když se pokoušíme o tzv. hloubkové vidění. Protože máme oči umístěny poměrně daleko od sebe, vidíme každým okem pozorovaný předmět v trochu jiné perspektivě. To ale nevadí, ba naopak, náš mozek totiž informace z obou očí zkombinuje a na základě toho odhadne, jak daleko od nás předmět je. Stejný trik pak využívají astronomové při měření vzdáleností kosmických těles. (Mimochodem, nejde o nic jiného než o obyčejnou triangulaci, známou již z dob starověkého Řecka. Zeměměřiči ji dodnes s úspěchem používají při svých měřeních na zemském povrchu.)
Využít paralaxu při pozorování temné hmoty se rozhodl astronom Andrew Gould z Ohijské státní univerzity. Jeho tým měl za úkol prozkoumat tzv. MACHO (Massive Astrophysical Compact Halo Objects, tedy masivní kompaktní objekty v galaktickém halu), které patří mezi žhavé kandidáty na temnou hmotu Mléčné dráhy.
MACHO
Mléčná dráha je mnohem těžší, než by se na první pohled zdálo, minimálně z 80 % se skládá ze skryté, neviditelné hmoty. Tu z větší části tvoří vlastní temná hmota, exotická látka zatím neznámé povahy, a dále zmíněné objekty MACHO, tj. „obyčejná“, nezářivá hmota ukrytá v galaktickém halo, což je oblast elipsoidního tvaru vyplňující prostor pod a nad spirálním diskem naší Galaxie. Vědci se domnívají, že povětšinou jde o černé díry, vyhaslé nebo nevýrazné hvězdy a osamělé planety.
Přestože je temná hmota neviditelná, mohou ji astronomové pozorovat, i když pouze nepřímo, například pomocí gravitačních mikročoček. K takovým událostem dochází v kosmu pokaždé, když temný objekt přechází přes svítící hvězdy nalézající se za ním. Výsledkem je krátkodobé, ale pozorovatelné zesílení jasnosti hvězdy. Problém ovšem často bývá určit, zda objekt, který mikročočkový jev způsobil, náleží naší Mléčné dráze, nebo nějaké jiné sousední galaxii.
„Astronomové objevili více než tucet gravitačních čoček, které mohly být způsobeny tělesy temné hmoty ležícími v halo,“ poznamenává profesor Gould. „Ale protože jsme neměli žádnou možnost, jak odhadnout jejich vzdálenosti, nemohli jsme rozhodnout, zda šlo skutečně o temná tělesa v našem halo, nebo jen o obyčejné hvězdy z jiné galaxie.“
OGLE-2005-SMC-001
V roce 2005 narazil Polák Andrzej Udalski, vedoucí projektu OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment), při své obvyklé práci s dalekohledem chilské observatoře Las Campanas na gravitační mikročočku nazvanou později jako OGLE-2005-SMC-001. Vše naznačovalo, že by mohlo jít o další MACHO. Jakmile se o tom Gould dozvěděl, nelenil a ihned si vyžádal pozorování stejné události Spitzerovým dalekohledem.
Pozemský dalekohled, Spitzer a objekt temné hmoty tak vytvořily obrovský kosmický trojúhelník, který k aplikaci paralaktické metody přímo vybízel. Ostatní už bylo jen záležitostí více méně složitých výpočtů. Při nich astronomové porovnávali pohyb sledované temné hmoty s pohybem těles v jiné galaxii, konkrétně sousedním Malém Magellanově mračnu (MMM). Z toho mohli odvodit, zda je pozorovaná mikročočka objektem halo, nebo MMM. Výsledky ukázaly, že OGLE-2005-SMC-001 od nás byla vzdálena asi 16 tisíc světelných let. S 95% pravděpodobností tedy jde o objekt halo.
Že by černé díry?
Na vědce ale čekalo ještě další překvapení, zpřesněním výpočtů zjistili, že nejde o jedno, nýbrž o dvě tělesa obíhající se navzájem zhruba ve vzdálenosti, která odpovídá oběžné dráze Jupiteru kolem Slunce. První objekt je sedmkrát hmotnější než Slunce, druhý třikrát. Astronomové se domnívají, že by mohlo jít o černé díry.
„Pokud se čočka nalézá v halo, pak jsou to dvě černé díry o hmotnosti asi deset Sluncí, což by bylo velmi vzrušující,“ prohlašuje spoluautor studie Subo Dong. „Ale nemůžeme úplně ani vyloučit možnost, že čočka se nachází v MMM. Vlastně existuje 5% pravděpodobnost, že je to dvojice obyčejných hvězd v sousední galaxii.“
Výsledky byly ohlášeny 30. května na zasedání Americké astronomické společnosti v Honolulu. Autoři studie připisují použité metodě paralaxy slibnou budoucnost, její ohromný potenciál vidí zejména v detekci temné hmoty, pro kterou (zvláště u určitém rozsahu hmotností) dříve neexistovaly spolehlivé testy. „V budoucnosti použitím této techniky budem moct vypátrat a proměřit hmotnosti více objektů temné hmoty,“ tvrdí Song sebevědomě. „A konečně snad budem moct rozluštit tajemství objektů MACHO.“
Užitečné odkazy: www.nasa.gov. www.astronomy.com, cs.wikipedia.org
