Ve vesmíru je mnoho nevyřešených záhad. Mezi ty největší patří temná hmota. Nevíme, jak vypadá a z čeho se skládá. Její existenci jsme dosud nedokázali prokázat. Prostě jen předpokládáme, že existuje.

Temnou hmotou vysvětlujeme gravitaci, která ve vesmíru výrazně převyšuje množství běžné hmoty. Když započítáme každou galaxii, každou hvězdu a každičký obláček prachu plující tiše mezi hvězdami, stále je ve vesmíru mnohem víc gravitace, než by odpovídalo běžné hmotě.

Záhadný zdroj, který za tím stojí, nazýváme temnou hmotou

Jak odhalit temnotu

Fyzici z Wisconsinské univerzity v Madisonu v nové studii publikované ve vědecké databázi arXiv upozorňují, že temná hmota může s ohledem na svou gravitaci existovat nejen ve formě jednotlivých částic, mohla by se také shlukovat do celků, které se podobají planetám.

„Makroskopický stav temné hmoty s hmotností nebo poloměrem podobným těm, které mají viditelné planety, se bude chovat jako neviditelná temná exoplaneta,“ píší vědci ve studii. Zabývají se v ní zejména tím, jak hypotetické temné planety objevit.

Podle vědeckého týmu můžeme vycházet ze současných metod hledání exoplanet, tedy planet, které krouží kolem jiné hvězdy než Slunce. Tyto metody jsou z velké části založeny na vlivu, který má exoplaneta na světlo své hostitelské hvězdy.

Průchod exoplanety mezi námi a její hvězdou, kterému se říká tranzit, způsobí, že světlo hvězdy nepatrně pohasne. Astronomové mohou změřit hloubku ztmavnutí a vypočítat průměr exoplanety.

Zatím o tom jen sníme

Exoplanety také způsobují, že se jejich hvězdy pohybují kolem společného těžiště, což se dá zjistit podle změn vlnové délky světla hvězdy. Velikost pohybu, nazývaná radiální rychlost, může potom být použita k výpočtu hmotnosti exoplanety.

Na základě těchto měření můžeme vypočítat hustotu exoplanety a určit její složení. Nízká hustota, jakou má třeba Jupiter, ukazuje na obrovskou atmosféru s nízkou hustotou, tedy plynného obra. Vyšší hustota, jakou je hustota Země, naznačuje existenci kamenné planety. Obecně přitom platí, že první planeta má větší poloměr, druhá menší.

Podle vědců bychom tyto postupy mohli využít k tomu, abychom nalezli případné exoplanety z temné hmoty. Takové planety by mohly mít vlastnosti odporující našim současným představám o vzniku planet.

Mohli bychom například získat exoplanetu hustší než železo nebo exoplanetu s tak nízkou hustotou, že její existenci nelze vysvětlit.

Dosud nebyly žádné takové planety objeveny. Můžeme o nich ale snít.

Tím spíš, že se astronomům už daří zkoumat atmosféry exoplanet. Měří spektrum světla hvězdy, kolem které prolétá planeta a porovnávají je se světlem hvězdy za normálních okolností. Z těchto dat dokážou určit konkrétní molekuly.

Je temná planeta zcela neviditelná?

Pokud by se ve spektru objevily nějaké závažné anomálie, může to znamenat přítomnost exoplanety s temnou hmotou, upozorňují ve studii fyzici.

A kdyby radiální rychlost naznačovala, že by exoplaneta měla kolem hvězdy prolétat, ale nic takového astronomové nepozorovali, mohlo by to být také vodítko naznačující exoplanety z temné hmoty.

„Vzhledem k nepatrné, ale nemizící síle interakce s částicemi běžné hmoty nemusí být exoplaneta z temné hmoty zcela neviditelná. Mohli bychom vidět, že tvar světelné křivky je odlišný od tvaru běžné exoplanety,“ píše se ve studii.

Vědci dokonce vypočítali, jak by taková světelná křivka mohla vypadat. Upozorňují však, že jejich studie není komplexní, protože existují další teoretická vodítka, která mohou sloužit k odhalení temných planet.