Темна матерія може ховатися усередині далеких екзопланет, — вчені

Вивчати темну матерію неймовірно важко. Вона не взаємодіє зі світлом, тому всі докази вчених про її існування засновані на її гравітаційному впливі на світло і видиму матерію, пише Inverse.

Але найбільша складність полягає у тому, що дослідники досі не знають, що вона з себе являє. Спроби виявити темну матерію прямо не увінчалися успіхом, як і непрямі методи, такі як пошук доказів її існування з допомогою надлишкового гамма-випромінювання в Чумацькому Шляху.

Однак астрономи не стоять на місці і продовжують придумувати нові способи виявлення цієї речовини. Так, наприклад, нове дослідження, опубліковане у Physical Review Letters, використовує досить цікавий підхід.

Одна з популярних ідей про темну матерію полягає у тому, що вона складається зі слабо взаємодіючих масивних частинок — вімпів. Ці частинки масивніші, ніж електрони або протони, а завдяки слабкій ядерній взаємодії вони розпадаються на легші частинки. Хоча частки розпаду важко спостерігати безпосередньо, в дослідженні пропонується вивчити їх вплив на екзопланети.

Оскільки темна і звичайна матерії взаємодіють гравітаційно, екзопланети можуть захоплювати трохи темної матерії, яка має тенденцію групуватися навколо їх ядер. Коли темна матерія розпадається, вона виділяє теплову енергію на екзопланету, роблячи її тепліше. Таким чином, якщо вчені виявлять, що екзопланети трохи тепліші, ніж очікувалося раніше, це буде свідченням про наявність темної матерії.

Хорошим кандидатом для такого роду досліджень були б великі екзопланети, такі як супер-Юпітери. Їх велика маса захоплює багато темної матерії, а їх високі температури дуже очікувані.

Оскільки супер-Юпітери складаються переважно з водню і гелію, велика частина нагріву їх ядра відбувається через гравітаційне стиснення. Ці планети недостатньо великі, щоб викликати ядерний синтез, як зірки, тому, якщо вони тепліші, ніж очікується, це повинно бути результатом якогось радіоактивного розпаду.

За допомогою своєї моделі нагріву темної матерії команда показала, що ефект повинен бути виявлений телескопами наступного покоління, такими як космічний телескоп Джеймса Вебба.

Оскільки кількість надлишкового нагрівання залежатиме від кількості темної матерії в Чумацькому Шляху, цей метод також можна використовувати для картування розподілу темної матерії у нашій галактиці.

Цілком можливо, що, коли телескоп Джеймса Вебба запустять, дослідження екзопланет не виявить потепління. Але навіть це було б непоганим результатом. Оскільки підтвердило б, що темна матерія нагріває екзопланети, тому або її не існує, або це щось ще більш дивне, ніж припускали вчені.