Eine Aufnahme von Jupiters Wolken vom Juno-Raumschiff. NASA / JPL-Caltech / SwRI / MSSS / Kevin M. Gill
Wissenschaftler sind sehr leidenschaftlich darin, dunkle Materie zu finden, aber an einem Ort, der so groß wie das Universum ist, ist es schwer zu wissen, wo sie suchen müssen. Ein Gasriese wie Jupiter könnte jedoch als wissenschaftliches Fenster dienen, um die schwer fassbare dunkle Materie zu findenein Hinweis auf die größten laufenden Geheimnisse in der Physik, nach ein paar aktuelle Studien auf einem Preprint-Server freigegeben .
Jupiter könnte als kolossaler Detektor für dunkle Materie dienen
Dunkle Materie interagiert ist dafür verantwortlich, Galaxien zusammenzuhalten - aber genau wie dies geschieht, ist nicht eindeutig. Populäre Theorien berücksichtigen Dunkle Materie als eine Art Teilchen zu klein oder zu schwach in seiner Wechselwirkung, um mit Leichtigkeit beobachtet zu werden. Kollider- und Teilchenbeschleunigerexperimente haben subatomare Teilchen zusammengeschlagen - mit dem Ziel, unerwartete Energiemengen zu beobachten, die bei der Kollision fehlen -, was auf das Vorhandensein eines Unbekannten hindeuten könnteTeilchen wie dunkle Materie. Aber nichts dergleichen wurde bisher beobachtet.
Dunkle Materie sollte jedoch auch auf natürliche Weise existieren und kann in große Schwerkraftquellen wie Sonne, Erde oder Jupiter gezogen werden. Auf einer ausreichend langen Zeitachse kann sich dunkle Materie innerhalb eines Planeten oder Sterns ansammeln, bis die Dichte erreicht istDies reicht aus, damit ein Teilchen der Dunklen Materie bei gegenseitiger Vernichtung mit einem anderen kollidiert. Und selbst wenn wir die Dunkle Materie nicht direkt sehen können, sollten wir in der Lage sein, die Ergebnisse einer solchen katastrophalen Kollision zu beobachten - die eine hohe Energie erzeugen würdeStrahlung genannt Gammastrahlen.
Und im Jahr 2008 Fermi-Gammastrahlenteleskop der NASA wurde auf einer Delta II-Rakete gestartet, um den Abendhimmel nach Gammastrahlenquellen zu durchsuchen. Die Forscher Tim Linden aus Stockholm und Rebecca Leane aus Stanford untersuchten mit dem Teleskop den Jupiter und veröffentlichten die erste Analyse desGammastrahlenaktivität des Gasriesen. Ziel war es, Hinweise auf überschüssige Gammastrahlen zu finden, die aus der gegenseitigen Vernichtung von Partikeln der dunklen Materie im Jupiter resultieren.
Die Größe und Temperatur des Jupiter machen ihn zu einem idealen Kandidaten für die Erkennung dunkler Materie. "[B] Da Jupiter im Vergleich zu anderen Planeten des Sonnensystems eine große Oberfläche hat, kann er mehr dunkle Materie einfangen", sagte Leane. a Phys.org Bericht . "Dann fragen Sie sich vielleicht, warum Sie nicht einfach die noch größere und sehr nahe gelegene Sonne verwenden. Nun, der zweite Vorteil ist, dass Jupiter, da er einen kühleren Kern als die Sonne hat, den Partikeln der dunklen Materie weniger Wärme verleihttrete."
"Dies kann teilweise verhindern, dass hellere dunkle Materie aus dem Jupiter verdunstet, der aus der Sonne verdunstet wäre", erklärte Leane.
Neue Teleskope könnten Hinweise auf dunkle Materie im Jupiter erkennen
Leider fanden Leane und Lindens erste Studie über Jupiter keine Anzeichen von dunkler Materie. Sie beobachteten jedoch einen verlockenden Gammastrahlenüberschuss bei niedrigen Energieniveaus, dessen Untersuchung fortgeschrittenere Werkzeuge erfordert. "Wir erweitern wirklich Fermis GrenzenUm solche energiearmen Gammas zu analysieren ", sagte Leane im Phys.org-Bericht." Mit Blick auf die Zukunft wird es interessant sein zu sehen, ob kommende MeV-Gammastrahlenteleskope wie AMEGO und e-ASTROGAM insbesondere jovianische Gammastrahlen findenam unteren Ende unserer Analyse, wo die Leistung von Fermi leidet. "
"Vielleicht hat Jupiter noch einige Geheimnisse zu teilen."
Die AMEGO- und e-ASTROGRAM-Teleskope befinden sich noch in der vorläufigen Konzeptphase, aber sie könnten das sein, was der Astronom zur Erkennung dunkler Materie fordert. Jupiter versteckt möglicherweise immer noch die Geheimnisse der dunklen Materie, und wenn sie gefunden werden, könnte dies auch der Fall seinhelfen, Licht ins Dunkel zu bringen vermutete Existenz einer neuen Art von dunkler Energie - Hypothese zur Erklärung eines Schismas in Theorien über die universelle Expansion. Dies ist nur Spekulation, aber die Fülle an Unbekannten in der Evolution des Universums scheint auf einen Durchbruch vorbereitet zu sein.