系外行星可用作寻找暗物质的”巨大探测器”

  据外媒New Atlas报道,科学家们可能会通过搜索来自遥远的外星世界的异常热量特征来探测暗物质的存在。暗物质是一种神秘的、不可见的物质,被认为占了宇宙质量的80%左右。虽然不…

  据外媒New Atlas报道,科学家们可能会通过搜索来自遥远的外星世界的异常热量特征来探测暗物质的存在。暗物质是一种神秘的、不可见的物质,被认为占了宇宙质量的80%左右。虽然不可能真正看到暗物质,但科学家能够通过观察它对附近可见物质产生的强大引力影响来推测它的存在。这种看不见的物质被认为对宇宙的形成和演化产生了深远的影响,因此找到观察和了解暗物质的新方法对科学界来说具有重大意义。

  最近由斯坦福大学/俄亥俄州立大学科学家发表的一项研究详细介绍了一种探测和观察暗物质的新方法,该方法超越了暗物质的引力特性,而是专注于该物质如何影响系外行星的温度。根据该论文,当被引力影响捕获的大量物质向内坠落,并在到达核心时被湮灭时,暗物质可能能够加热一颗行星。在这一点上,暗物质的质量能量被转化为热量并被行星吸收,提高了行星的整体温度。

  因此,天文学家可以推断出在一个具有无法解释的大量热量的行星周围的空间环境中存在暗物质。这项研究的作者提议通过分析气态巨行星和褐矮星的热量特征来测试他们的理论,因为这些天体具有强大的引力影响,但其质量却不足以触发核聚变过程,而核聚变过程为像我们太阳这样的恒星提供动力。这一点很重要,因为核聚变产生的热量会使暗物质的变暖效应极难被发现。

  在一个理想的情况下,研究人员希望在一颗“流氓”行星上测试他们的理论,这基本上是一个被“驱逐”出其母星轨道的世界,并被“放逐”到寒冷的星际空间中。在这种情况下,由暗物质湮灭产生的热量将更容易被探测到,因为该行星甚至不会被附近恒星的辐射所温暖。

  这些观测可以由一些现有的红外望远镜进行,也可以由即将发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜进行,该望远镜最快可于今年10月发射。

  目前的理论是,银河系中心附近的暗物质比外围的暗物质多。因此,如果未来的观测发现,与位于边缘附近的类似世界相比,靠近银河系核心的系外行星有更丰富的无法解释的热量,这将表明新提出的理论是正确的。

  这篇论文已经发表在《物理评论快报》杂志上。

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