Возможно, астрономы обнаружили не так много планетных систем, подобных нашей Солнечной системе. Тем не менее, у них, похоже, есть одна общая черта: они, похоже, образованы из обычной барионной материи (состоящей из нейтронов, протонов и электронов).
![]()
Фото из открытых источников
Но что, если существуют планеты, состоящие из другого материала? Что, если существуют планеты, состоящие из таинственного вещества, которое мы называем темной материей?
Команда ученых во главе с физиком-теоретиком Янг Баем из Университета Висконсин-Мэдисон захотела выяснить, как будут проявляться эти гипотетические планеты - и сможем ли мы их обнаружить, если они существуют.
Если соблюдены определенные условия, то это возможно, о чем заявили исследователи, изложив свои мысли в статье, опубликованной на сервере препринтов arXiv.
В нашей Вселенной много выдающихся загадок, но одной из самых больших является темная материя. Мы не знаем, что такое темная материя, и мы не знаем, как она выглядит или из чего она сделана. Единственное, что мы знаем наверняка, это то, что гравитация во Вселенной значительно превышает количество барионной материи.
Как только вы учтете каждую галактику, каждую звезду и каждое облако пыли, то гравитация все равно будет намного больше, чем должна быть. Мы не знаем, что за этим стоит, но мы называем этот таинственный источник темной материей, и есть несколько теоретических кандидатов, которые ученые исследуют.
В целом, эти кандидаты могут быть разделены на две категории: отдельные частицы и составные элементы, включая макроскопические сгустки темной материи, или макросы, которые могут иметь массы в масштабе планеты. И, как объясняют Бай и его коллеги, «Макроскопическое состояние темной материи с массой и / или радиусом, аналогичными массе и / или радиусу планеты, будет вести себя как темная экзопланета, если она ограничена звездной системой, даже если физика объекта, лежащая в основе, полностью напоминает что-то другое».
Наши текущие методы обнаружения экзопланет часто основаны на влиянии экзопланеты на свет ее звезды-хозяина. Мы также можем использовать эту информацию для измерения свойств экзопланеты.
Экзопланета, проходящая между нами и своей звездой, приведет к тому, что свет звезды немного потускнеет. Астрономы могут измерить глубину затемнения, чтобы вычислить радиус экзопланеты. Экзопланеты также заставляют свои звезды немного двигаться, поскольку они движутся вокруг взаимного центра тяжести, что можно обнаружить по изменениям длины волны света звезды. Величина движения, называемая радиальной скоростью, может быть использована для вычисления массы экзопланеты.
Имея в руках эти измерения, мы можем рассчитать плотность экзопланеты и, таким образом, определить, как она устроена. Низкая плотность, как у Юпитера, подразумевает огромную атмосферу низкой плотности. Более высокая плотность, подобная плотности Земли, подразумевает скалистый состав. Как правило, первые имеют больший радиус, а вторые меньший.
По словам Бая и его коллег, это может быть использовано для обнаружения потенциальных экзопланет с темной материей. Экзопланета из темной материи может обладать свойствами, отличными от обычных экзопланет. Они противоречат нашему нынешнему пониманию формирования планет. Например, вы можете обнаружить экзопланету плотнее железа, например, или с такой низкой плотностью, что ее существование невозможно объяснить.
В настоящее время таких выбросов обнаружено не было, но ученые не исключают такой вариант.
«Дальнейшее изучение ранней экзопланеты из темной материи–формирования звездных систем и захвата экзопланет из темной материи помогло бы прояснить возможность обнаружения экзопланет из темной материи и было бы необходимо установить границы для изобилия экзопланет из темной материи, если они не будут обнаружены», - заключают исследователи.
