James Webb-Weltraumteleskop der NASA. David Higgenbotham / NASA / MSFC
Das Universum ist ein ungewisser Ort zum Leben. Etwa 85% aller darin enthaltenen Materie entziehen sich weiterhin Astrophysikern - dunkle Materie genannt. Es ist exotisch, unbestätigt und dennoch sehr notwendig. Unsere Galaxie - die Milchstraße - erscheint als hellflache Scheibe in einem klaren Nachthimmel, aber was wir nicht sehen, ist die kolossale Sphäre dunkler Materie, die sie umgibt und durchdringt. Eigentlich ist es ein Heiligenschein, dessen Dichte wächst, wenn wir uns dem Zentrum unserer Galaxie nähern.
Die Durchdringung der Dunklen Materie im Universum entspricht jedoch nur der Art und Weise, wie sie sich unserem wissenschaftlichen Besten entzieht - da sie nicht mit Licht und anderen elektromagnetischen Kräften interagiert. Dies bedeutet bei der Suche nach katastrophalen Zusammenstößen zwischen Materie und Dunkler Materie Erkenntnissesind rar. Aber eine aktuelle Studie in der Zeitschrift veröffentlicht Physical Review Letters schlägt die Verwendung großer Mengen von Gasriesen vor - Planeten ähnlich wie Jupiter, in deren Schwerkraft dunkle Materie wie kosmischer Treibsand "stecken bleibt". Dies führt dazu, dass Partikel kollidieren und sich gegenseitig vernichten, wodurch eine Wärmesignatur entsteht, die Astrophysiker verwendenkönnte theoretisch erkennen.
Eine Idee dieses Bereichs würde eine Vielzahl von Exoplanetentemperaturen messen, die näher am Zentrum unserer Milchstraße liegen, was die Wahrscheinlichkeit, diese verräterischen Wärmesignaturen für die Vernichtung von Partikeln der dunklen Materie zu erkennen, erheblich erhöht.
Das James Webb-Weltraumteleskop könnte die Suche nach dunkler Materie beschleunigen.
Physiker haben bereits Detektoren auf der Erde entwickelt, die aus Siliziumchips bestehen oder flüssige Argonbäder verwenden, um diese Wärmesignaturen direkt und sogar zu erfassen. der Large Hadron Collider hat eine Rolle bei der Suche nach exotischen Teilchen gespielt, die auf die Existenz dunkler Materie hinweisen. Sie glauben aber auch, dass dunkle Materie Neutronensterne beeinflussen könnte - was bedeutet, dass ihre Beobachtung durch andere kosmische Körper zu einer bedeutenden Entdeckung führen könnte. "Wir wissen, dass wir Sterne und Planeten haben, und sie sind nur im ganzen Heiligenschein verteilt ", sagte die Astroteilchenphysikerin Rebecca Leane vom SLAC National Accelerator Laboratory. a verkabelt Bericht . "Wenn sie sich nur durch den Heiligenschein bewegen, können sie mit dunkler Materie interagieren."
Gasriesen wie Jupiter sind im Zentrum der Galaxie reichlich vorhanden, was bedeutet, dass - basierend auf Berechnungen - die Temperaturspitzen, die wir wahrscheinlich sehen werden, spürbar und groß sein werden, so Leane und ihre Co-Autorin des Papiers - JuriSmirnov von der Ohio State University. Und die NASA ist dabei, eines der fortschrittlichsten kosmischen Thermometer aller Zeiten auf den Markt zu bringen. das James Webb-Weltraumteleskop JWST - diesen Herbst. Das JWST ist ein Infrarot-Teleskop und wird das leistungsstärkste sein, das jemals in den Weltraum gebracht wurde.
Skalierung der Suche nach schwer fassbarer dunkler Materie
"Es ist ein sehr überraschender und erfinderischer Ansatz zur Erkennung dunkler Materie", sagte der Teilchenphysiker Joseph Bramante von der Queen's University, der auch mit dem McDonald Institute in Ontario in Verbindung steht. verkabelt Bericht. Während Bramante nicht an der neuen Studie beteiligt war, hat er die Möglichkeit untersucht, dunkle Materie auf anderen Planeten zu entdecken - und vorgeschlagen, dass wir "a" haben würden, wenn wir ungewöhnlich heiße Planeten entdecken, die auf das Zentrum der Galaxie gerichtet sindsehr überzeugende rauchende Waffensignatur der Dunklen Materie. "
Eine frühere Iteration von Leanes Studie, die ursprünglich auf einem Preprint-Server veröffentlicht wurde, schlug zunächst vor, dass Gasriesen wie Jupiter dies könnten. verstecke die Geheimnisse der dunklen Materie - Sammeln Sie genug dunkle Materie in ihrer monströsen Schwerkraft, um eine Kollision und anschließende Vernichtung statistisch viel wahrscheinlicher zu machen. Skalieren Sie jedoch die Idee, das Infrarot-Array des James Webb-Weltraumteleskops auf die dichteste Tasche von Planetenkörpern im Zentrum der Milch zu richtenDer Weg wird uns dem Erkennen des verräterischen Zeichens der schwer fassbaren dunklen Materie sehr nahe bringen.