Юпитер може да се използва като детектор на тъмна материя

Ваня Милева Последна промяна на 10 юни 2024 в 00:00 1779 0

Юпитер като детектор на тъмна материя

Кредит Carlos Blanco and Rebecca K. Leane

Юпитер може да се използва като детектор на тъмна материя

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?

ЮпитерЮпитер. 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

Най-важното
Всички новини
За писането на коментар е необходима регистрация.
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

Няма коментари към тази новина !