Om du letar efter mörk materia men inte vet var du kan hitta den, kan en gigantisk planet vara partikeldetektorn du behöver! Lyckligtvis finns det flera av dem i vårt solsystem, och den största och närmaste är Jupiter. Forskare har avslöjat hur en gasjätte kan ha nyckeln till att upptäcka den svårfångade mörka materian.
Den mörka materiens natur är ett av fysikens största mysterier vid denna tid. Den interagerar gravitationsmässigt – vi kan se att den håller ihop galaxer som annars skulle flyga isär – men den verkar inte interagera med normal materia på andra sätt.
De mest populära teorierna säger att mörk materia är någon form av partikel som antingen är för liten eller för svagt interagerande för att lätt kunna observeras. Partikelacceleratorer och kolliderexperiment utformades för att trycka ihop subatomära partiklar. Forskarna hoppas kunna se en oväntad brist på energi från kollisionen, vilket kan tyda på att någon okänd partikel, kanske mörk materia, har lämnat detektorn. Ingen tur än.
Forskning
Men mörk materia måste också finnas i naturen, och den kan gravitationsfångas av föremål med stora gravitationsbrunnar, som jorden, solen och Jupiter. Med tiden kan mörk materia byggas upp inuti en planet eller stjärna tills den blir tillräckligt tät för att en partikel av mörk materia kan träffa en annan och förstöra båda. Även om vi inte kan se den mörkaste materia bör vi se resultatet av en sådan kollision. Det kommer att producera högenergistrålning i form av gammastrålar.
NASA:s Fermi Gamma-ray Telescope, som lanserades 2008 på en Delta II-raket, har undersökt himlen efter gammastrålningskällor i mer än ett decennium. Forskarna Rebecca Lin (Stanford) och Tim Linden (Stockholm) använde ett teleskop för att titta på Jupiter och gjorde den första analysen någonsin av den jättelika planetens gammastrålning. De hoppades att se bevis på överskott av gammastrålning som produceras av förintelsen av mörk materia inuti Jupiter.
Som Lin förklarar gör Jupiters storlek och temperatur den till en idealisk detektor för mörk materia. "Eftersom Jupiter har en stor yta jämfört med andra planeter i solsystemet kan den fånga mer mörk materia. Då kanske du undrar varför inte bara använda den ännu större (och mycket nära) solen. Jo, den andra fördelen är att eftersom Jupiter har en svalare kärna än solen, ger den mörka materiens partiklar mindre värmechock. Detta kan delvis förhindra avdunstning av ljusare mörk materia från Jupiter som skulle avdunsta från solen."
Inledande studier av Jupiter har ännu inte lett till upptäckten av mörk materia. Det fanns dock ett lockande överskott av gammastrålning vid låga energinivåer som kräver mer sofistikerade verktyg för att studera ordentligt.
AMEGO- och e-ASTROGRAM-teleskopen är fortfarande under utveckling, men de kan bara vara de verktyg som behövs för att söka efter mörk materia, och Jupiter kan vara målobjektet för att hitta den.
Läs också:
- NASA:s rymdfarkost Juno upptäckte Jupiters norrsken
- Jupiters stora röda fläck är en hänsynslös kannibal som slukar små stormar