Astronomen hebben een ongebruikelijke manier bedacht om naar donkere materie te zoeken

Astronomen hebben een ongebruikelijke manier bedacht om naar donkere materie te zoeken
Astronomen hebben een ongebruikelijke manier bedacht om naar donkere materie te zoeken
Anonim

Amerikaanse astrofysici hebben voorgesteld om exoplaneten te gebruiken om donkere materie te detecteren en de kenmerken van de verspreiding ervan in onze Melkweg te verduidelijken. Ze suggereerden dat donkere materie de temperatuur van exoplaneten verhoogt, en deze parameter kan worden gemeten door NASA's James Webb Space Infrared Telescope, die naar verwachting in oktober van dit jaar wordt gelanceerd. Het artikel is gepubliceerd in het tijdschrift Physical Review Letters.

Het model van de verdeling van materie in het heelal gaat ervan uit dat sterrenstelsels zich in bolvormige halo's van donkere materie bevinden, waarvan de dichtheid toeneemt naarmate ze het centrum naderen. Als het er niet was, zouden sterren van snel roterende sterrenstelsels gewoon de ruimte in vliegen. De samenstelling en aard van donkere materie is momenteel onbekend en wetenschappers proberen manieren te bedenken om het te identificeren.

Astrofysici Rebecca Leane van het SLAC National Accelerator Laboratory van Stanford University en Yuri Smirnov van de Ohio State University geloven dat exoplaneten kunnen worden gebruikt als detectoren voor donkere materie. Volgens wetenschappers, wanneer de zwaartekracht van exoplaneten deeltjes van donkere materie vangt, dalen ze af naar de kernen van de planeten, waar ze vernietigen met het vrijkomen van warmte, wat leidt tot een toename van de temperatuur van de planeten. En deze opwarming kan volgens de auteurs worden gemeten met de James Webb Space Telescope.

Maar daarvoor zijn geen planeten geschikt, maar alleen grote exoplaneten uit de "superjupiter"-klasse of substellaire objecten zoals bruine dwergen, waarvan de massa tientallen keren groter is dan Jupiter en waarin thermonucleaire reacties al zijn geëindigd. Een van de voordelen van het gebruik van dergelijke objecten als detectoren voor donkere materie is dat ze geen kernfusie hebben zoals sterren, waardoor ze minder achtergrondwarmte afgeven, waardoor het moeilijk is om een signaal van donkere materie te detecteren.

Ook suggereren de onderzoekers, als kandidaten, verre malafide exoplaneten die niet rond moedersterren draaien. Het gebrek aan straling van de ster vermindert de interferentie die het signaal van donkere materie verduistert.

Met tienduizenden geschikte exoplaneten die naar verwachting in de komende vijf jaar zullen worden ontdekt, hopen de onderzoekers dat hun voorgestelde methode de aanwezigheid van donkere materiedeeltjes in de Melkweg met een massa groter dan die van een elektron zal bevestigen of ontkennen.

"We geloven dat er ongeveer 300 miljard exoplaneten moeten wachten om ontdekt te worden. Zelfs de ontdekking en studie van een klein aantal van hen kan ons veel informatie geven over donkere materie, waar we nu niets over weten", geciteerd in een persbericht van de State University Ohio woorden door Yuri Smirnov, Research Fellow bij het University's Center for Cosmology and Astronomical Particle Physics.

"Als exoplaneten een abnormale verwarming hebben die verband houdt met donkere materie, kunnen we die vastleggen", voegt de wetenschapper toe.

En als de dichtheid van donkere materie naar het centrum van onze Melkweg toeneemt, zoals de theorie voorspelt, dan zou hoe dichter de planeten bij het centrum van de Melkweg zijn, hoe meer hun temperatuur zou moeten stijgen.

"Als we zoiets zouden vinden, zou het geweldig zijn. Het is duidelijk dat we donkere materie zouden vinden", zegt Smirnov.

Op dit moment hebben astronomen meer dan 4300 exoplaneten geïdentificeerd, nog eens 5695 kandidaten bevinden zich in de bevestigingsfase. Het Gaia-ruimteobservatorium van de European Space Agency zal naar verwachting de komende jaren nog enkele tienduizenden kandidaten voor exoplaneten identificeren.

Aanbevolen: