Темная материя может превращать планеты-гиганты в черные дыры
Специалисты Калифорнийского университета в Риверсайде предложили революционный способ поиска этой неуловимой субстанции, которая, согласно расчетам, составляет до 85% всей материи во Вселенной. Они считают, что газовые гиганты за пределами Солнечной системы под воздействием темной материи могут превращаться в черные дыры.
Ученые рассчитали, что если частицы темной материи достаточно массивны и не уничтожают друг друга при столкновении, они могут постепенно накапливаться в ядрах планет размером с Юпитер. Со временем эти частицы могут сколлапсировать в крошечную черную дыру, которая затем поглотит всю планету изнутри, превратив ее в черную дыру с той же массой, что и исходная планета.
Астрономы сосредоточились на модели сверхтяжелой неаннигилирующей темной материи, согласно которой частицы темной материи чрезвычайно массивны и не уничтожают друг друга при взаимодействии. Расчеты показали, что в газообразных экзопланетах различных размеров, температур и плотностей черные дыры могут формироваться за наблюдаемые промежутки времени — до несколько черных дыр за время жизни одной планеты.
Открытие черной дыры с массой планеты стало бы настоящим прорывом в астрофизике. До сих пор астрономы обнаруживали только черные дыры с массой больше нашего Солнца, и большинство теорий предполагает, что черные дыры размером с планету могли образоваться только в ранней Вселенной.
Интересно, что экзопланеты до сих пор редко использовались в исследованиях темной материи из-за недостатка данных. Однако ситуация стремительно меняется — за последние годы открыто более 5000 планет за пределами Солнечной системы, и несколько предстоящих космических миссий обеспечат еще более детальные наблюдения. Растущий объем данных об экзопланетах, по мнению ученых, может использовать для проверки и уточнения различных моделей темной материи. Результаты исследования особенно важны для поиска темной материи в регионах, где ее предположительно много — например, в центре нашей галактики Млечный Путь. Именно там астрономы могли бы искать планеты, превратившиеся в черные дыры.
Примечательно, что тот факт, что многие экзопланеты (и Юпитер в нашей Солнечной системе) не превратились в черные дыры, уже помогает ученым исключить или уточнить некоторые модели темной материи. Если же астрономы обнаружат популяцию черных дыр размером с планету, это станет убедительным доказательством в пользу модели сверхтяжелой неаннигилирующей темной материи.
Помимо превращения в черные дыры, темная материя может влиять на планеты и другими способами — например, нагревать их или заставлять испускать высокоэнергетическое излучение. Современные инструменты пока недостаточно чувствительны для обнаружения таких сигналов, но будущие телескопы и космические миссии смогут их уловить.
Совершенно новое направление в изучении темной материи, начало которому положило это исследование, превращает далекие миры в космические лаборатории для проверки фундаментальных теорий о природе Вселенной.
