На Земята от десетилетия се води трескаво търсене на тъмна материя, мистериозното вещество, за което се твърди, че съставлява 80% от цялата материя във Вселената и което не реагира с обикновената материя. Всички тези търсения все още не са дали нищо. Защо не използвате още по-голям и по-тежък детектор, с размерите на… Юпитер?
Юпитер. Кредит: NASA, ESA, A. Simon (Goddard Space Flight Center), and M. H. Wong (University of California, Berkeley) and the OPAL team
Тази идея - да се използва като детектор на тъмна материя Юпитер е представена наскоро от Карлос Бланко (Carlos Blanco) и Ребека К. Лийн (Rebecca K. Leane) съответно от Принстънския университет и Стокхолмския университет.
Поради масата си Юпитер може лесно да привлича частици тъмна материя - гравитацията е единствената сила, на която тъмната материя реагира - и на теория тези частици могат да се сблъскат една с друга, да се анихилират, както се казва. След това те могат да се превърнат във водородни йони (H3+) и отново излъчват инфрачервено лъчение, което е видимо.
Схема на Юпитер. Страната, обърната към Слънцето (дневната страна), е показана в жълто, а страната, обърната обратно на Слънцето (нощната страна), е показана в черно. H3+ се произвежда от дневната страна в резултат на слънчевата екстремна ултравиолетова (UV) радиация. Сините/зелените региони представляват магнитните полюси на Юпитер, където ускорените електрони (e – ), или полярните сияния, са източник на H3+ . Регионът, очертан в червено, е регион с ниска географска ширина от нощната страна, където не се очаква да се наблюдава H3+ при липса на анихилация на тъмна материя. Кредит: Carlos Blanco and Rebecca K. Leane
Проблемът е, че водородният йон H3+ може да бъде произведен и от други процеси, а именно от северното сияние на полюсите на Юпитер и от изключително силното ултравиолетово лъчение от Слънцето от осветената от него страна.
За да филтрират тези други източници, Бланко и Лийн разглеждат инфрачервеното лъчение, идващо от области близо до екватора на Юпитер от нощната му страна (вижте фигурата по-горе).
Спектрометърът за визуално и инфрачервено картографиране (VIMS) на борда на космическия изследовател "Касини" на НАСА регистрира емисиите на H3+, но данните не показват, че те идват от съответната зона на Юпитер. VIMS може да не е успял да измери инфрачервения сигнал на H3+ от тази област.
Въз основа на това те изчисляват колко силен трябва да бъде сигналът от H3+, за да бъде открит, нещо, което също зависи от масата на частиците тъмна материя (вижте графиката по-долу).
Кредит: Carlos Blanco and Rebecca K. Leane
Те са направили това не само за Юпитер, но и за така наречените супер-Юпитери, които са изключително големи екзопланети, открити в Млечния път. Поради разстоянието не е възможно да се направи разлика между H3+, идващ от полярното сияние и от екваториалните региони на тези планети, но поради голямата маса сигналът H3+ от анихилиращата тъмна материя може да бъде по-голям от сигнала H3+ от полярното сияние.
Справка: Search for dark matter ionization on the night side of Jupiter with Cassini; Phys. Rev. Lett. 2024; Carlos Blanco and Rebecca K. Leane; https://journals.aps.org/prl/accepted/2107bYbaZe01ff82b7e225346be9b6a35ba85a5ed
Източник: Jupiter as a Dark Matter Detector, Cesiley King, astrobites.org
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари