Materia întunecată este un mare mister – din ce ar putea fi alcătuită? Poate din particule încă nedescoperite. Dacă este așa, atunci aceste noi particule ar putea avea ca efect încălzirea exoplanetelor, adică planetele din afara sistemului nostru solar, efect ce ar putea fi observat cu noile telescoape care vor studia exoplanetele.

Dacă studiem modul în care se mișcă stelele în galaxii, ținând cont că mișcarea acestora este  datorată atracției gravitaționale, se ajunge la concluzia că materia pe care o vedem nu poate explica atracția gravitațională, mai ales în cazul stelelor situate în periferia galaxiilor. Trebuie să existe un alt tip de materie care să contribuie în mod substanțial la această atracție gravitațională. Ea a fost denumită materia întunecată.

Compoziția materiei întunecate

Din ce anume ar fi compusă această materie? Se bănuiește că din particule încă nedescoperite – noi particule deci, care nu fac parte din Modelul Standard al fizicii particulelor elementare. Aceste particule sunt căutate intens la acceleratoare și în laboratoarele subterane, însă până la ora actuală fără rezultat. S-ar putea ca masa acestor particule noi să fie mai mare decât ne-am imaginat sau mai mică, iar interacțiunea lor cu materia normală, cea din care suntem făcuți noi, planetele și stelele, să fie mult mai slabă sau chiar inexistentă.

Recent însă a fost propusă o nouă metodă de detectare a acestor particule. Este vorba de vânătoarea materiei întunecate cu ajutorul exoplanetelor.

Cum s-ar putea descoperi materia întunecată cu exoplanete?

Exoplanetele sunt planete din afara sistemului solar. Au fost până în prezent descoperite câteva mii de astfel de planete și se presupune că doar în galaxia noastră ar putea există circa 300 de miliarde sau chiar și mai multe. 

Ei bine, dacă există particule de materie întunecată, există și antiparticule de materie întunecată. Particulele și antiparticulele de materie întunecată s-ar putea anihila generând materie „normală” – adică cea din Modelul Standard. Această anihilare ar produce energie, iar această energie ar duce la încălzirea stelelor de neutroni, în centrul cărora s-ar acumula multă materie întunecată datorită atracției gravitaționale intense, dar și la încălzirea planetelor, unde de asemenea s-ar acumula materie întunecată. Cu cât o planetă este mai mare, cu atât mai multă materie întunecată s-ar acumula în interiorul ei. 

Această metodă de descoperire indirectă a materiei întunecate a fost propusă de doi fizicieni americani (Rebecca Leane de la MIT și Juri Smirnov de la Ohio State University) și a făcut obiectul unui articol publicat recent în revista Physical Review Letters.

Ce s-ar vedea cu exoplanetele?

Ce anume ar trebui să caute astronomii ca semnale ale anihilării materiei întunecate cu antimateria întunecată în exoplanete? Mai întâi de toate, ca să fie observabil acest efect foarte mic, planetele ar trebui să fie mari – mai mari chiar și ca Jupiter – și izolate sau în periferia extremă a sistemului lor solar. Altfel, încălzirea generată de anihilarea materiei cu antimaterie întunecată ar fi acoperită de căldura generată de soarele respectivului sistem. Și mai mult, cum materia întunecată ar trebui să fie mai densă în centrul unei galaxii, planetele situate mai aproape de acest centru ar trebui să aibă o creștere de temperatură mai mare. Acesta ar fi un semnal clar al materiei întunecate. Se presupune că procesul de acumulare a unei cantități importante de materie întunecată în exoplanete nu durează prea multe miliarde de ani – altfel nu ar fi eficient.

Planuri de viitor

Următoarele misiuni care lansează telescoape în spațiu cu obiectivul de a studia exoplanetele, precum James Webb Space Telescope și Nancy Grace Roman Space Telescope, vor căuta astfel de planete uriașe, în care ar exista potențialul descoperirii urmelor indirecte de materie întunecată.

Aceste exoplanete sunt detectoare mai sensibile decât cele terestre, întrucât pot descoperi indirect particule de materie întunecată cu masa de circa 1,000 de ori mai mică decât cele care vânează materia întunecată în laboratoarele subterane.   

CITIȚI ȘI:

Găurile negre masive iau naștere din materia întunecată?
O a cincea dimensiune ar putea rezolva misterul materiei întunecate
Materia întunecată: Aproape de dezlegarea misterului?

LĂSAȚI UN MESAJ

Introduceti comentariul
Introdu numele

eighty five − seventy nine =