Standardní model vesmíru stojí na tzv. studené temné hmotě (Cold Dark Matter, CDM). Jde o hypotetickou látku, která tvoří většinu hmoty ve vesmíru, ale nevyzařuje žádné světlo – takže ji můžeme sledovat jen nepřímo, podle gravitačního působení na viditelnou hmotu.

Dosavadní modely předpokládaly, že temná hmota vytváří „haló“ – neviditelné obálky, v nichž se formují galaxie. Tyto haló měly určité chování: čím jsou masivnější, tím víc se shlukují. A pokud vznikly dříve, mají tendenci vytvářet větší seskupení než ty mladší. To se nazývá halo bias – jev, který platil především pro velké galaxie. Jenže nový výzkum z Číny ukazuje, že s trpasličími galaxiemi je to celé úplně jinak.

Trpasličí galaxie se chovají „opačně“

Tým vedený profesorem Huiyuanem Wangem z Čínské univerzity vědy a technologií analyzoval data z rozsáhlého průzkumu Sloan Digital Sky Survey. Zaměřil se na izolované trpasličí galaxie – tedy malé galaxie nacházející se mimo velké galaktické skupiny. Výsledek? Naprosto nečekaný.

Difuzní trpasličí galaxie, tedy ty s hvězdami rozmístěnými ve větší vzdálenosti, se shlukují víc než kompaktní galaxie, kde jsou hvězdy blízko u sebe. To odporuje dosavadním poznatkům, které by takové chování očekávaly právě od kompaktnějších útvarů.

Simulace ELUCID (Exploring the Local Universe with reConstructed Initial Density field) navíc potvrdila, že difuzní galaxie odpovídají „starým haló“ – tedy temné hmotě, která se formovala velmi brzy v historii vesmíru. Naopak kompaktní trpasličí galaxie sedí spíš na mladších haló. To je první jasný důkaz halo assembly bias pozorovaný v reálných datech, nikoli jen v simulacích.

Zdroj: Shutterstock

Dosavadní modely v rámci CDM mají s těmito daty problém. Nedokážou vysvětlit, proč by se v nejstarších strukturách měly tvořit právě ty nejrozptýlenější galaxie. A proto přichází nový model temné hmoty – Self-Interacting Dark Matter (SIDM).

Tato teorie předpokládá, že částice temné hmoty spolu slabě interagují – nejen gravitačně, ale i prostřednictvím jiných sil. V praxi to znamená, že se starší temná hmota rozptýlí, ztratí gravitační „těžiště“ a umožní vznik rozvolněné galaxie. Naopak mladší haló zůstávají koncentrovanější a vytvářejí kompaktní struktury.

SIDM tak elegantně vysvětluje pozorovaný jev – a zároveň rozšiřuje naši představu o tom, co všechno temná hmota může (nebo musí) umět.

Zlom v chápání vesmíru?

Článek publikovaný 21. května 2025 v prestižním časopise Nature označili recenzenti za „originální, překvapivý a potenciálně zásadní“. Není divu – jde o první reálný důkaz, že struktura galaxie souvisí nejen s jejím prostředím, ale i s věkem neviditelné temné hmoty, která ji obklopuje.

Tento výzkum nejen zpochybňuje základní pilíře modelu CDM, ale zároveň přináší novou možnost, jak lépe pochopit formování galaxií, evoluci vesmíru i samotnou povahu temné hmoty.

Možná jsme o temné hmotě celou dobu přemýšleli špatně. Malé, přehlížené trpasličí galaxie teď ukazují cestu – a nutí vědce přehodnotit, co považujeme za samozřejmé. Možná jsme právě na začátku nové kapitoly kosmologie. A tentokrát to není díky obřím galaxiím, ale těm nejmenším.