Na první pohled vypadají vzdálené galaxie jako klidné, symetrické objekty rozeseté po obloze. Jenže při detailním pohledu se ukazuje, že jejich tvary nejsou zcela náhodné. Jsou nepatrně pokřivené, jemně natažené nebo lehce posunuté. Právě tyto drobné odchylky se nyní staly klíčem k jednomu z nejambicióznějších pokusů zmapovat neviditelnou složku vesmíru.

Astrofyzici využili takzvané slabé gravitační čočkování. Jde o efekt, kdy hmota, a to i ta, kterou přímo nevidíme, ohýbá světlo přicházející z velmi vzdálených galaxií. Čím více hmoty je po cestě světla, tím výraznější je zkreslení. Když se tato drobná zkreslení statisticky vyhodnotí u obrovského množství galaxií, vznikne mapa rozložení hmoty v kosmickém měřítku.

Když archivy začnou mluvit

Klíčovou roli sehrála data z projektu Dark Energy Survey a jeho rozšíření známého jako DECADE. Vědci tentokrát nespoléhali jen na snímky pořízené cíleně pro kosmologii, ale sáhli i do archivů. Tisíce snímků oblohy, které původně vznikly pro jiné účely, se ukázaly jako překvapivě cenný zdroj informací.

Zdroj: Shutterstock

Díky tomu se podařilo více než zdvojnásobit počet galaxií, u nichž bylo možné přesně změřit tvar a vzdálenost. Celkově šlo o více než 270 milionů galaxií rozprostřených přes zhruba třetinu oblohy. Takto rozsáhlý vzorek umožnil nejen zpřesnit mapu temné hmoty, ale také porovnat výsledky s jinými metodami, například s měřením reliktního záření z počátků vesmíru.

Právě zde dlouhodobě existovalo drobné napětí mezi různými pozorováními. Slabé gravitační čočkování někdy naznačovalo, že je hmota ve vesmíru rozložena o něco jinak, než by odpovídalo měřením z kosmického mikrovlnného pozadí. Nová, výrazně rozsáhlejší data však ukazují, že tyto rozdíly nebyly zásadní a že růst kosmických struktur odpovídá standardnímu modelu.

Neviditelná kostra vesmíru

Výsledky tak znovu potvrzují takzvaný Lambda-CDM model, který popisuje vesmír jako celek tvořený převážně temnou hmotou a temnou energií. Temná hmota vytváří jakousi kosmickou kostru, na níž se postupně nabalují galaxie a kupy galaxií, zatímco temná energie ovlivňuje tempo rozpínání vesmíru.

Zásadní přínos nové mapy spočívá v její otevřenosti. Datový katalog je veřejně dostupný a už nyní ho využívají týmy po celém světě. Pomáhá například při hledání drobných trpasličích galaxií nebo při studiu jemných detailů v rozložení hmoty, které by mohly v budoucnu odhalit fyziku přesahující současné teorie.