Темная материя может скрываться в экзопланетах

Большие газовые экзопланеты могут быть заполнены самоуничтожающейся темной материей. А теперь группа исследователей предложила использовать космический телескоп Джеймса Уэбба, который скоро будет запущен, для сканирования далеких чудовищ в галактике на предмет потенциальных тепловых эффектов, которые могут возникнуть из-за загадочного вещества, которое почти в шесть раз превышает обычное вещество во Вселенной.

Физики знают, что темная материя существует, потому что она притягивает звезды и галактики. Но до сих пор невидимый материал мешал любым попыткам лучше понять его свойства.

Многие теории темной материи предполагают, что она состоит из отдельных частиц и что эти частицы могут иногда сталкиваться друг с другом так же, как и с обычными частицами материи, - сказал Юрий Смирнов, физик-астрофизик из Университета штата Огайо. Согласно этим моделям, две частицы темной материи также могут столкнуться и аннигилировать друг друга, выделяя тепло, добавил он.

Если эти предположения верны, частицы темной материи должны время от времени врезаться в крупные объекты, такие как экзопланеты, в результате чего частицы теряют энергию и накапливаются внутри этих планет. По словам Смирнова, там они могут уничтожить друг друга и произвести измеримый тепловой сигнал, видимый издалека.

Вместе со своим коллегой Ребеккой Лин, докторантом из Национальной ускорительной лаборатории SLAC в Менло-Парке, Калифорния, Смирнов предложил использовать космический телескоп Уэбба, который будет сканировать небо в инфракрасной части электромагнитного спектра, чтобы найти это. характерная тепловая подпись.

Более крупные экзопланеты будут накапливать больше темной материи, поэтому лучшими кандидатами для таких поисков будут газовые гиганты больше Юпитера или коричневые карлики - огромные миры, которые почти стали звездами, но не смогли собрать достаточно газа, чтобы зажечь ядерный синтез в своих ядрах, пишут исследователи. в статье, опубликованной 22 апреля в журнале Physical Review Letters.

Определить, что тепло исходит от аннигиляции темной материи, а не какого-либо другого процесса, было бы сложно, поэтому Смирнов и Лин предлагают искать экзопланеты, которые были отброшены от их родительской звезды и довольно старые, то есть они остынут до очень низких температур. Если такой объект светится аномально ярко в инфракрасном диапазоне, это может указывать на присутствие темной материи.

Но еще более надежным методом было бы поиск большого количества экзопланет по всему Млечному Пути и построение карты их температур, сказал Смирнов. Ожидается, что темная материя будет накапливаться в центре Галактики, поэтому на этой карте должно быть показано, что температура экзопланет немного повышается по мере того, как вы приближаетесь к ядру Млечного Пути.

Никакая известная астрофизическая активность не могла объяснить такую ​​сигнатуру. "Если мы это увидим, значит, это темная материя", - сказал Смирнов. Захват такого сигнала может помочь физикам определить массу частиц темной материи и скорость, с которой они взаимодействуют с обычной материей.

Поскольку Webb, запуск которого ожидается в октябре, уже будет изучать экзопланеты по всей галактике, Смирнов считает, что карту потенциальной тепловой сигнатуры темной материи можно будет составить в течение четырех-пяти лет.