Темная материя может скрываться внутри далеких экзопланет, - ученые

Изучать темную материю невероятно трудно. Она не взаимодействует со светом, поэтому все доказательства ученых о ее существования основаны на ее гравитационном воздействии на свет и видимую материю, пишет Inverse. 

Но самая большая трудность заключается в том, что исследователи до сих пор не знают, что она из себя представляет. Попытки обнаружить темную материю напрямую не увенчались успехом, как и косвенные методы, такие как поиск доказательств ее существования с помощью избыточного гамма-излучения в Млечном Пути.

Однако астрономы не стоят на месте и продолжают придумывать новые способы обнаружения этого вещества. Так, например, новое исследование, опубликованное в Physical Review Letters, использует довольно интересный подход. 

Одна из популярных идей о темной материи заключается в том, что она состоит из слабо взаимодействующих массивных частиц — вимпов. Эти частицы более массивные, чем электроны или протоны, а благодаря слабому ядерному взаимодействию они распадаются на более легкие частицы. Хотя частицы распада трудно наблюдать напрямую, в исследовании предлагается изучить их влияние на экзопланеты. 

Поскольку темная и обычная материи взаимодействуют гравитационно, экзопланеты могут захватывать немного темной материи, имеющей тенденцию группироваться вокруг их ядер. Когда темная материя распадается, она выделяет тепловую энергию на экзопланету, делая ее теплее. Таким образом, если ученые обнаружат, что экзопланеты немного теплее, чем ожидалось ранее, это будет свидетельством о наличии темной материи. 

Хорошим кандидатом для такого рода исследований были бы крупные экзопланеты, такие как супер-Юпитеры. Их большая масса захватывает много темной материи, и их высокие температуры весьма ожидаемы. 

Поскольку супер-Юпитеры состоят в основном из водорода и гелия, большая часть нагрева их ядра происходит из-за гравитационного сжатия. Эти планеты недостаточно велики, чтобы вызвать ядерный синтез, как звезды, поэтому, если они теплее, чем ожидается, это должно быть результатом какого- то радиоактивного распада. 

С помощью своей модели нагрева темной материи команда показала, что эффект должен быть обнаружен телескопами следующего поколения, такими как космический телескоп Джеймса Уэбба. 

Поскольку количество избыточного нагрева будет зависеть от количества темной материи в Млечном Пути, этот метод также можно использовать для картирования распределения темной материи в нашей галактике. 

Вполне возможно, что, когда телескоп Джеймса Уэбба запустят, исследование экзопланет не обнаружит потепления. Но даже это было бы неплохим результатом. Поскольку подтвердило бы, что темная материя не нагревает экзопланеты, поэтому либо ее не существует, либо это что-то еще более странное, чем предполагали ученые.