Model vědců naznačuje, že tmavá hmota uvnitř plynových obrů by se mohla zhroutí do černých děr detekovatelných pozorováním.
Astronomové identifikovali více než 5 000 planet obíhajících hvězd mimo naši sluneční soustavu. Tyto vzdálené světy, známé jako exoplanety, poskytují vědcům cenné příležitosti ke studiu, jak se planety a vyvíjejí se, a také zvážit, zda by život mohl existovat jinde ve vesmíru.
Podle nové studie od UC RiversidePublikováno v Fyzická recenze dExoplanety mohou být také užitečné pro sondování jedné z nejzajímavějších látek ve vesmíru: temná hmota. Výzkum zkoumá, jak temná hmota, o které se předpokládá, že ve vesmíru tvoří asi 85% všech záležitostí, by mohla ovlivnit masivní planety podobné velikosti jako Jupiter přes miliardy let.
Výpočty týmu naznačují, že částice tmavé hmoty se mohou pomalu klesat do planetárních interiérů a hromadit se ve svých jádrech. Zatímco temná hmota nebyla v experimentech na Zemi nikdy přímo pozorována, vědci zůstávají sebevědomí ve své existenci.
„Pokud jsou částice temné hmoty dostatečně těžké a nezničí se, mohou se nakonec zhroutit do malého.“ černá díra“Řekl nejprve papírový autor Mehrdad Phoroutan-Mehr, postgraduální student na oddělení fyziky a astronomie, který pracuje s Hai-Bo Yu, profesorem fyziky a astronomie. Tento výsledek je možný pouze v rámci superheavy nenglesivního modelu temné hmoty. “
Podle superheavy nenglesivního modelu temné hmoty jsou částice temné hmoty extrémně masivní a ničí se, když interagují. Vědci se zaměřili na tento model, aby ukázali, jak jsou exoplanety zachyceny nadměrné částice temné hmoty, ztratí energii a unášejí směrem k jejich jádrům. Tam se hromadí a zhroutí se do černých děr.
Časové a galaktické důsledky
„V plynných exoplanetách různých velikostí, teplot a hustot by se černé díry mohly tvořit na pozorovatelných časových kolejích a potenciálně dokonce generovat více černých děr v jednom exoplanet„Život,“ řekl Phoroutan-Mehr. Mléčná dráha„Galaktické centrum.“
Phoroutan-Mehr byl připojen ke studii Tara Fetherolf, postdoktorandský výzkumný pracovník na Katedře Země a planetárních věd.
Phoroutan-Mehr vysvětlil, že astronomové dosud detekovali černé díry s hmotami většími než naše slunce. Řekl, že většina existujících teorií naznačuje, že černé díry musí být alespoň tak masivní.
„Objevení černé díry s hmotou planety by bylo hlavním průlomem,“ dodal. „Podložil by to tezi našeho článku a nabídl alternativu k běžně přijímané teorii, že černé díry velikosti planety se mohou tvořit pouze v raném vesmíru.“
Podle Phoroutan-Mehr nebyly exoplanety ve výzkumu temné hmoty příliš používány, protože vědci o nich neměli dostatek údajů.
„V posledních letech se však naše znalosti exoplanetů dramaticky rozšířily a několik nadcházejících vesmírných misí poskytne ještě podrobnější pozorování,“ řekl. „S tímto rostoucím množstvím dat lze exoplanety použít k testování a zpochybnění různých modelů temné hmoty.“
Exoplanety vstupují do debaty o temné hmotě
Phoroutan-mehr řekl v minulosti vědci zkoumali temnou hmotu pozorováním objektů, jako je Slunce, neutronové hvězdy a bílé trpaslíci, protože různé modely temné hmoty mohou tyto objekty ovlivnit různými způsoby. Některé modely například naznačují, že tmavá hmota může zahřívat neutronové hvězdy.
„Takže, kdybychom měli pozorovat staré a chladné.“ Neutronová hvězdaMohlo by to vyloučit určité vlastnosti temné hmoty, protože se očekává, že temná hmota je teoreticky zahřívá, “řekl.
Dodal, že mnoho exoplanetů (a Jupiter v naší sluneční soustavě), které se nehoršily do černých děr, může vědcům pomoci vyloučit nebo zdokonalovat modely temné hmoty, jako je superheavy ne-onikující model temné hmoty.
„Pokud by astronomové objevili populaci černých děr o velikosti planety, mohlo by to nabídnout silné důkazy ve prospěch nadměrného ne-onikujícího modelu temné hmoty,“ řekl Phoroutan-Mehr. „Jak i nadále shromažďujeme více údajů a podrobněji zkoumáme jednotlivé planety, mohou exoplanety nabídnout zásadní vhled do povahy temné hmoty.“
Phoroutan-mehr poznamenal, že dalším možným účinkem temné hmoty na exoplanety-a možná na planety v naší sluneční soustavě-je to, že by je mohl zahřát nebo přimět je, aby vyzařovali vysoce energetické záření.
„Dnešní nástroje nejsou dostatečně citlivé na to, aby tyto signály detekovaly,“ řekl. „Budoucí dalekohledy a vesmírné mise je mohou být schopny je vyzvednout.“
Reference: „Prozkoumání superheavy temné hmoty s exoplanety“ od Mehrdad Phoroutoun-Mehr a Tara Fetherolf, 20. srpna 2025, Fyzická recenze d.
Dva: 10.1103/qkwt-kd9q
Financování: Ministerstvo energetiky USA, NASA Astrobiologický institut
Nikdy nezmeškáte průlom: Připojte se k zpravodaji Scitechdaily.
