科学家们发现可以利用系外行星作为暗物质探测器

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科学家说,这颗行星的温度揭示了新的细节,使我们能够利用系外行星作为暗物质探测器。在一篇新的论文中,两位天体物理学家提出,可以通过测量暗物质对太阳系外行星温度的影响来探测暗物质。

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这可以为暗物质提供新的见解,暗物质是一种无法直接观察到的神秘物质,但它占宇宙质量的80%左右。

俄亥俄州立大学宇宙学和天体粒子物理中心的研究员斯米尔诺夫说:“我们认为应该有大约3000亿颗系外行星等待被发现。”。

“即使找到并研究其中一小部分,也能为我们提供很多我们现在还不知道的暗物质信息。”

斯米尔诺夫与斯坦福大学SLAC国家加速器实验室的博士后研究员丽贝卡·莱恩共同撰写了这篇论文。它发表在2021年4月22日的《物理评论快报》上。

斯米尔诺夫说,当一颗系外行星的引力俘获暗物质时,暗物质会进入该行星的核心,在那里它会“湮灭”,并以热的形式释放能量。暗物质被捕获的越多,就越能加热系外行星。

美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope)将于10月发射,它将能够测量遥远的系外行星的温度。如果系外行星有这种与暗物质相关的异常加热,我们应该能够找到它。系外行星在探测质量较低的暗物质方面可能特别有用。研究人员还没有通过直接探测或其他实验探测到暗物质。

科学家们相信暗物质的密度正朝着我们星系的中心增加。如果这是真的,行星离星系中心越近,它们的温度就应该上升得越高“如果我们发现这样的东西,那将是令人惊讶的。很明显,我们会发现暗物质。

斯米尔诺夫和利恩提出了一种在地球附近寻找气态巨行星的方法,即所谓的“超级木星”和褐矮星,以寻找暗物质加热的证据。使用这类行星作为暗物质探测器的一个优点是,它们不像恒星那样有核聚变,因此它们的“背景热”较少,这使得很难找到暗物质信号。

除了这种局部搜索外,研究人员还建议寻找不再围绕恒星运行的遥远的无赖系外行星。恒星辐射的缺乏将再次减少可能掩盖暗物质信号的干扰。

斯米尔诺夫说,利用系外行星作为暗物质探测器的一个最好的部分是,它不需要任何新型仪器,如望远镜,也不需要已经在进行的搜索。

到目前为止,研究人员已经确认了4300多颗系外行星,另有5695颗候选行星正在调查中。盖亚是欧洲航天局的一个空间观测站,预计在未来几年内还将确定数万个潜在的候选国。

斯米尔诺夫说:“随着这么多系外行星的研究,我们将有一个巨大的机会比以往更多地了解暗物质。”。

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