Planetele alcătuite din materie întunecată ar putea exista cu adevărat. Cum le putem găsi?

S-ar putea să nu fi găsit multe sisteme planetare precum Sistemul Solar. Cu toate acestea, există un lucru pe care acestea par să îl aibă în comun: par a fi alcătuite din materia din care este alcătuit și sistemul nostru planetar. Dar ce se întâmplă dacă există planete care sunt făcute din alte materiale: particule din afara modelului standard? Dacă există planete făcute din materia misterioasă pe care o numim materie întunecată?

Nimeni nu poate răspunde la această întrebare. Dar o echipă de oameni de știință condusă de fizicianul teoretician Yang Bai de la Universitatea din Wisconsin-Madison a vrut să știe cum s-ar manifesta aceste planete ipotetice – și dacă am putea să le detectăm dacă sunt reale.

• Iată cum o simplă cană cu ceai poate deveni un detector de particule!
• Pentru prima dată în istorie, astronomii au fotografiat îndeaproape o stea din afara galaxiei Calea Lactee

Răspunsul scurt este da, dacă sunt îndeplinite anumite condiții, iar cercetătorii au prezentat motivele într-un articol publicat pe serverul preprint arXiv.

Există o mulțime de mistere restante în acest Univers al nostru, dar unul dintre cele mai mari trebuie să fie materia întunecată. Nu știm ce este materia întunecată și nu știm cum arată sau din ce este făcută. Singurul lucru pe care îl știm cu certitudine este că gravitația din Univers depășește cu mult cantitatea de materie barionică, scrie ScienceAlert.

Universul nostru încă ascunde o mulțime de mistere

După ce am luat în calcul fiecare galaxie, fiecare stea și fiecare nor de praf care plutește în derivă, între stele, tot există mult mai multă gravitație decât ar trebui să fie. Nu știm ce este responsabil pentru acest lucru, dar numim această sursă misterioasă materie întunecată și există mai mulți candidați teoreticieni pe care oamenii de știință îi investighează.

În linii mari, acești candidați pot fi împărțiți în două categorii: particule individuale și compuși, inclusiv blocuri macroscopice de materie întunecată, sau Macros, care ar putea avea mase la scară planetară. Și, după cum explică Bai și colegii săi, ,,O stare macroscopică de materie întunecată cu masa sau raza sa similare cu cele ale unei planete se va comporta ca o exoplanetă întunecată dacă este delimitată de un sistem stelar, chiar dacă fizica subiacentă a obiectului seamănă cu totul altceva”.

Metodele noastre actuale de detectare a exoplanetelor se bazează în mare parte, în prezent, pe efectul pe care o exoplanetă îl are asupra luminii stelei sale gazdă. De asemenea, putem folosi aceste informații pentru a măsura proprietățile exoplanetei.

O exoplanetă care trece între noi și steaua sa, o trecere cunoscută sub numele de tranzit, va face ca lumina stelei să se diminueze foarte puțin. Astronomii pot măsura această atenuare pentru a calcula raza exoplanetei. De asemenea, exoplanetele fac ca stelele lor să se miște puțin, deoarece cele două planete se deplasează în jurul unui centru de gravitație reciproc, lucru detectabil prin modificări ale lungimii de undă a luminii stelei.

O exoplanetă cu materie întunecată ar avea proprietăți diferite de cele ale exoplanetelor obișnuite

Cantitatea de mișcare, numită viteză radială, poate fi folosită pentru a calcula masa exoplanetei.

Cu aceste măsurători, putem calcula densitatea unei exoplanete și, astfel, putem determina cum este construită aceasta. O densitate scăzută, precum cea a lui Jupiter, implică o atmosferă uriașă, de densitate scăzută, un gigant gazos. O densitate mai mare, precum cea a Pământului, implică o compoziție stâncoasă.

În general, prima are raze mai mari, iar cea de-a doua mai mică. Potrivit lui Bai și colegilor săi, acest lucru ar putea fi folosit pentru a detecta potențiale exoplanete din materia întunecată.

O exoplanetă cu materie întunecată ar putea avea proprietăți diferite de cele așteptate de la exoplanetele obișnuite, în moduri care sfidează înțelegerea noastră actuală a formării planetelor. De exemplu, s-ar putea obține o exoplanetă mai densă decât fierul sau una cu o densitate atât de scăzută încât existența ei să fie imposibil de explicat.

Lucrarea este disponibilă pe serverul de preprinturi arXiv.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Webb a detectat apă în atmosfera turbulentă a unei planete din afara Sistemului Solar

Venus ar fi putut conține apă lichidă înainte să devină o planetă fierbinte, sugerează un studiu

Astronomii au observat noi dune circulare ciudate pe planeta Marte

Stelele pot înghiți planete, iar mai apoi le pot „scuipa”, arată noi cercetări