Czy Jowisz skrywa tajemnice ciemnej materii?

Naukowcy bardzo pasjonują się znajdowaniem ciemnej materii, ale w miejscu tak dużym jak wszechświat trudno jest wiedzieć, gdzie szukać. Jednak gazowy gigant, taki jak Jowisz, może służyć jako naukowe okno do znalezienia nieuchwytnej ciemnej materii – dostarczając wskazówki do największych trwających tajemnic w fizyce, zgodnie z parę ostatnich badań udostępnione na serwerze preprint.

Jowisz może służyć jako kolosalny detektor ciemnej materii

Oddziaływanie ciemnej materii jest odpowiedzialne za trzymanie galaktyk razem – ale dokładnie, jak to robi, jest niejednoznaczne. Popularne teorie traktują ciemną materię jako rodzaj cząstki, której oddziaływanie jest zbyt małe lub słabe, aby można ją było łatwo zaobserwować. Eksperymenty ze zderzaczem i akceleratorem cząstek zderzyły ze sobą cząstki subatomowe – w celu zaobserwowania nieoczekiwanych ilości energii brakującej w zderzeniu – co może wskazywać na obecność nieznanej cząstki, takiej jak ciemna materia. Ale nic takiego nie było jeszcze świadkiem.

Jednak ciemna materia powinna również istnieć naturalnie i może zostać wciągnięta do dużych studni grawitacyjnych – takich jak Słońce, Ziemia lub Jowisz. Na wystarczająco długiej linii czasu ciemna materia może gromadzić się wewnątrz planety lub gwiazdy, dopóki jej gęstość nie będzie wystarczająca, aby jedna cząstka ciemnej materii zderzyła się z inną w przypadku wzajemnej anihilacji. I nawet jeśli nie możemy bezpośrednio zobaczyć ciemnej materii, powinniśmy być w stanie zaobserwować skutki takiej katastrofalnej kolizji – która wygenerowałaby wysokoenergetyczne promieniowanie zwane promieniami gamma.

W 2008 roku na szczycie rakiety Delta II wystrzelono teleskop NASA Fermi Gamma, aby przeszukiwać wieczorne niebo w poszukiwaniu źródeł promieniowania gamma. Naukowcy Tim Linden (ze Sztokholmu) i Rebecca Leane (ze Stanford) użyli teleskopu do zbadania Jowisza i opublikowali pierwszą w historii analizę aktywności gazowego giganta w zakresie promieniowania gamma. Celem było wykrycie śladów nadmiaru promieniowania gamma wynikającego z wzajemnej anihilacji cząstek ciemnej materii wewnątrz Jowisza.

Rozmiar i temperatura Jowisza czynią go idealnym kandydatem do wykrywania ciemnej materii ”[b]Ponieważ Jowisz ma dużą powierzchnię w porównaniu z innymi planetami Układu Słonecznego, może przechwytywać więcej ciemnej materii ”- powiedział Leane w za Phys.org raport. „Można by się więc zastanawiać, dlaczego po prostu nie użyć jeszcze większego (i bardzo bliskiego) słońca. Cóż, drugą zaletą jest to, że ponieważ Jowisz ma chłodniejszy rdzeń niż Słońce, cząstki ciemnej materii mają mniejszy efekt cieplny”.

„To częściowo może powstrzymać jaśniejszą ciemną materię przed wyparowaniem z Jowisza, który wyparowałby poza Słońcem” – wyjaśnił Leane.

Nowe teleskopy mogą wykryć dowody na istnienie ciemnej materii na Jowiszu

Niestety, pierwsze badanie Jowisza przez Leane i Lindena nie wykazało śladów ciemnej materii. Jednak zaobserwowali kuszący nadmiar promieniowania gamma przy niskich poziomach energii, którego badanie wymaga bardziej zaawansowanych narzędzi. „Naprawdę przekraczamy granice Fermiego, aby analizować takie niskoenergetyczne gammy” – powiedział Leane w raporcie Phys.org. „Patrząc w przyszłość, ciekawie będzie zobaczyć, czy nadchodzące teleskopy promieniowania gamma MeV, takie jak AMEGO i e-ASTROGAM, znajdą jakiekolwiek promieniowanie gamma Jowisza, zwłaszcza na dolnym końcu naszej analizy, gdzie spada wydajność Fermiego”.

– Może Jupiter wciąż ma jakieś sekrety, którymi może się podzielić.

Teleskopy AMEGO i e-ASTROGRAM są wciąż na wstępnym etapie koncepcyjnym, ale mogą być tym, czego astronom potrzebuje do wykrywania ciemnej materii. Jowisz może nadal ukrywać sekrety ciemnej materii, a jeśli zostanie znaleziony, może również pomóc rzucić światło na podejrzewane istnienie nowego rodzaju ciemnej energii – hipotetycznie wyjaśniającej schizmę w teoriach o uniwersalnej ekspansji. To tylko spekulacje, ale obfitość niewiadomych w ewolucji wszechświata wydaje się być gotowa na przełom.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *