Ученые обнаружили уникальный и мощный детектор темной материи

Астрофизики предполагают, что темную материю можно обнаружить, измерив влияние, которое она оказывает на температуру экзопланет, которые находятся за пределами нашей солнечной системы, сообщает Scitechdaily.

Это может быть новый взгляд на понимание темной материи, загадочной субстанции, которую нельзя непосредственно наблюдать, но которая составляет примерно 80% массы Вселенной.

"Мы считаем, что должно быть около 300 миллиардов экзопланет, которые ждут своего открытия", — говорит Юрий Смирнов, научный сотрудник Центра космологии и физики астрономических частиц Университета штата Огайо. "Даже обнаружение и изучение небольшого количества из них может дать нам много информации о темной материи, которой мы сейчас не владеем".

Смирнов говорит, что, когда гравитация экзопланет захватывает темную материю, темная материя перемещается к ядру планеты, где она аннигилирует и выделяет свою энергию в виде тепла. Чем больше темной материи будет захвачено, тем больше она должна нагреть экзопланету.

Этот нагрев можно будет измерить с помощью космического телескопа НАСА имени Джеймса Уэбба, инфракрасного телескопа, запуск которого запланирован на октябрь и который сможет измерять температуру далеких экзопланет.

"Если у экзопланет есть аномальный нагрев, связанный с темной материей, мы сможем его уловить", — говорит Смирнов.

По словам Смирнова, экзопланеты могут быть особенно полезны для обнаружения светлой темной материи, которая представляет собой темную материю с меньшей массой. Исследователи еще не изучали светлую темную материю путем прямого обнаружения или других экспериментов.

Ученые считают, что плотность темной материи увеличивается к центру нашей галактики Млечный Путь. Если это правда, исследователи должны обнаружить, что чем ближе планеты к центру галактики, тем сильнее должна повышаться их температура.

Смирнов и его коллега Ребекка Лин из Стенфордского университета предлагают один тип поиска, который будет включать поиск вблизи Земли газовых гигантов — так называемых "суперюпитеров" — и коричневых карликов для доказательства нагрева, вызванного темной материей. Одним из преимуществ использования таких планет в качестве детекторов темной материи является то, что в них нет ядерного синтеза, как у звезд, поэтому меньше "фонового тепла", которое затрудняет обнаружение сигнала темной материи.

В дополнение к этому локальному поиску исследователи предлагают поиск далеких блуждающих экзопланет, которые больше не вращаются вокруг звезды. Отсутствие излучения звезды уменьшит помехи, которые могли бы скрыть сигнал от темной материи.

По словам Смирнова, одна из лучших сторон использования экзопланет в качестве детекторов темной материи заключается в том, что для этого не нужно никакого нового оборудования, такого как телескопы.

На данный момент исследователи идентифицировали более 4300 подтвержденных экзопланет, а еще 5695 кандидатов находятся в стадии исследования. Ожидается, что космическая обсерватория Gaia Европейского космического агентства определит еще десятки тысяч потенциальных кандидатов в ближайшие несколько лет.

"С таким количеством исследуемых экзопланет у нас будет потрясающая возможность узнать больше, чем когда-либо прежде, о темной материи", — говорит Смирнов.