科學家認為系外行星可被用作尋找暗物質的「巨大探測器」

據媒體New Atlas報導,科學家們可能會通過搜索來自遙遠的外星世界的異常熱量特徵來探測暗物質的存在。暗物質是一種神秘的、不可見的物質,被認為占了宇宙質量的80%左右。雖然不可能真正看到暗物質,但科學家能夠通過觀察它對附近可見物質產生的強大引力影響來推測它的存在。這種看不見的物質被認為對宇宙的形成和演化產生了深遠的影響,因此找到觀察和了解暗物質的新方法對科學界來說具有重大意義。

科學家認為系外行星可被用作尋找暗物質的「巨大探測器」

最近由史丹福大學/俄亥俄州立大學科學家發表的一項研究詳細介紹了一種探測和觀察暗物質的新方法,該方法超越了暗物質的引力特性,而是專注於該物質如何影響系外行星的溫度。根據該論文,當被引力影響捕獲的大量物質向內墜落,並在到達核心時被湮滅時,暗物質可能能夠加熱一顆行星。在這一點上,暗物質的質量能量被轉化為熱量並被行星吸收,提高了行星的整體溫度。

因此,天文學家可以推斷出在一個具有無法解釋的大量熱量的行星周圍的空間環境中存在暗物質。這項研究的作者提議通過分析氣態巨行星和褐矮星的熱量特徵來測試他們的理論,因為這些天體具有強大的引力影響,但其質量卻不足以觸發核聚變過程,而核聚變過程為像我們太陽這樣的恆星提供動力。這一點很重要,因為核聚變產生的熱量會使暗物質的變暖效應極難被發現。

在一個理想的情況下,研究人員希望在一顆「流氓」行星上測試他們的理論,這基本上是一個被「驅逐」出其母星軌道的世界,並被「放逐」到寒冷的星際空間中。在這種情況下,由暗物質湮滅產生的熱量將更容易被探測到,因為該行星甚至不會被附近恆星的輻射所溫暖。

這些觀測可以由一些現有的紅外望遠鏡進行,也可以由即將發射的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡進行,該望遠鏡最快可於今年10月發射。

目前的理論是,銀河系中心附近的暗物質比外圍的暗物質多。因此,如果未來的觀測發現,與位於邊緣附近的類似世界相比,靠近銀河系核心的系外行星有更豐富的無法解釋的熱量,這將表明新提出的理論是正確的。

這篇論文已經發表在《物理評論快報》雜誌上。

來源:cnBeta