Учені виявили унікальний і потужний детектор темної матерії

Астрофізики припускають, що темну матерію можна виявити, вимірявши вплив, який вона здійснює на температуру екзопланет, які перебувають за межами нашої сонячної системи, повідомляє Scitechdaily.

Це може бути новий погляд на розуміння темної матерії, загадкової субстанції, яку не можна безпосередньо спостерігати, але яка становить приблизно 80% маси Всесвіту.

"Ми вважаємо, що має бути близько 300 мільярдів екзопланет, які чекають свого відкриття", — говорить Юрій Смирнов, науковий співробітник Центру космології і фізики астрономічних частинок Університету штату Огайо. "Навіть виявлення і вивчення невеликої кількості з них може дати нам багато інформації про темну матерію, якою ми наразі не володіємо".

Смирнов каже, що, коли гравітація екзопланет захоплює темну матерію, темна матерія переміщається до ядра планети, де вона анігілює і виділяє свою енергію у вигляді тепла. Чим більше темної матерії буде захоплено, тим більше вона повинна нагріти екзопланету.

Цей нагрів можна буде виміряти за допомогою космічного телескопа НАСА імені Джеймса Вебба, інфрачервоного телескопа, запуск якого запланований на жовтень і який зможе вимірювати температуру далеких екзопланет.

"Якщо в екзопланет є аномальний нагрів, пов'язаний з темною матерією, ми зможемо його вловити", — говорить Смирнов.

За словами Смирнова, екзопланети можуть бути особливо корисні для виявлення світлої темної матерії, яка представляє собою темну матерію з меншою масою. Дослідники ще не вивчали світлу темну матерію шляхом прямого виявлення або інших експериментів.

Учені вважають, що щільність темної матерії збільшується до центру нашої галактики Чумацький Шлях. Якщо це правда, дослідники повинні виявити, що чим ближче планети до центру галактики, тим сильніше повинна підвищуватися їхня температура.

Смирнов та його колега Ребекка Лін зі Стенфордського університету пропонують один тип пошуку, який буде включати пошук поблизу Землі газових гігантів — так званих "суперюпітерів" — і коричневих карликів для доказу нагріву, викликаного темною матерією. Однією з переваг використання таких планет як детектори темної матерії є те, що в них немає ядерного синтезу, як у зірок, тому менше "фонового тепла", яке ускладнює виявлення сигналу темної матерії.

На додаток до цього локального пошуку дослідники пропонують пошук далеких мандрівних екзопланет, які більше не обертаються навколо зірки. Відсутність випромінювання зірки зменшить перешкоди, які могли б приховати сигнал від темної матерії.

За словами Смирнова, одна з кращих сторін використання екзопланет у ролі детекторів темної матерії полягає в тому, що для цього не потрібно ніякого нового обладнання, такого як телескопи.

Наразі дослідники ідентифікували понад 4300 підтверджених екзопланет, а ще 5695 кандидатів у стадії дослідження. Очікується, що космічна обсерваторія Gaia Європейського космічного агентства визначить ще десятки тисяч потенційних кандидатів у найближчі кілька років.

"З такою кількістю досліджуваних екзопланет у нас буде приголомшлива можливість дізнатися більше, ніж будь-коли раніше, про темну матерію", — говорить Смирнов.