Якщо ви шукаєте темну матерію, але не знаєте, де її знайти – гігантська планета може бути саме тим детектором часток, який вам потрібен! На щастя, в нашій Сонячній Системі їх кілька, і найбільший і найближчий – Юпітер. Дослідники розповіли, як газовий гігант може мати ключ до виявлення невловимої темної матерії.
Природа темної матерії – одна з найбільших загадок фізики в цей час. Вона взаємодіє гравітаційно – ми можемо бачити, що вона утримує разом галактики, які в іншому випадку розлетілися б, – але, схоже, вона не взаємодіє з нормальною матерією іншими способами.
Найпопулярніші теорії стверджують, що темна матерія – це якась частка, яка або занадто мала, або занадто слабо взаємодіє, щоб її можна було легко спостерігати. Прискорювачі елементарних часток і експерименти на коллайдерах були створені, щоб зіштовхнути субатомні частки разом. Дослідники сподіваються побачити несподівану відсутність енергії в результаті зіткнення, що може свідчити про те, що якась невідома частка, можливо, темна матерія, залишила детектор. Поки не пощастило.
Але темна матерія теж повинна бути в природі, і її можна гравітаційно захопити об’єктами з великими гравітаційними колодязями, такими як Земля, Сонце і Юпітер. Згодом темна матерія може накопичуватися всередині планети або зірки до того моменту, коли її щільність не стане достатньою, щоб одна частка темної матерії могла вдарити іншу, знищивши і те, і інше. Навіть якщо ми не можемо побачити найтемнішу матерію, ми повинні побачити результати такого зіткнення. Воно буде виробляти високоенергетичне випромінювання у вигляді гамма-променів.
Космічний гамма-телескоп Фермі NASA, запущений у 2008 році на ракеті Delta II досліджує небо на предмет джерел гамма-випромінювання вже понад десять років. Дослідники Ребекка Лін (Стенфорд) і Тім Лінден (Стокгольм) використовували телескоп, щоб подивитися на Юпітер, і провели перший в історії аналіз гамма-активності планети-гіганта. Вони сподівалися побачити докази надлишкового гамма-випромінювання, що створюється анігіляцією темної матерії всередині Юпітера.
Як пояснює Лін, розмір і температура Юпітера роблять його ідеальним детектором темної матерії. «Оскільки Юпітер має велику площу поверхні в порівнянні з іншими планетами Сонячної системи, він може захоплювати більше темної матерії. Тоді ви можете вдаватися в питання, чому б просто не використовувати ще більше (і дуже близьке) Сонце. Ну, друга перевага полягає в тому, що оскільки Юпітер має холодніше ядро, ніж Сонце, це дає часткам темної матерії менший тепловий удар. Це частково може запобігти випаровуванню легшої темної матерії з Юпітера, яка випарувалася б з Сонця».
Початкові дослідження Юпітера ще не привели до виявлення темної матерії. Однак був один дражливий надлишок гамма-випромінювання на низьких рівнях енергії, який потребує досконаліших інструментів для правильного вивчення.
Телескопи AMEGO і e-ASTROGRAM все ще знаходяться в стадії розробки, але вони можуть бути просто інструментами, необхідними для пошуку темної матерії, а Юпітер може бути цільовим об’єктом, в якому її можна знайти.
Читайте також:
Leave a Reply