14 серпня 2022, 20:02
Навколо нас можуть бути невидимі планети із темної матерії. Вчені придумали, як їх виявити
Темна матерія — одна з головних загадок космосу. До цього часу вченим так і не вдалося виявити її безпосередньо або відтворити під час лабораторних експериментів. Проте ми маємо один непрямий, але надзвичайно важливий доказ її існування — гравітація. У більшості випадків пояснити рух зірок і галактик інакше як впливом невідомого нам досі компонента космосу неможливо. Цей компонент називають темною матерією, хоча правильніше було б назвати його прозорою матерією, адже побачити її ми не можемо.
Згідно з новою гіпотезою вчених, більшість темної матерії може бути зосереджена у формі планет. Однак через те, що темна матерія ніяк не взаємодіє зі світлом і взагалі будь-якою звичайною матерією, ми не можемо виявити її безпосередньо.
Сама ідея, що у Всесвіті існують планети з темної матерії, не нова. Астрофізик Метью Баклі із Ретгерського університету виступив із такою гіпотезою ще у 2017 році. Примітно, що він це зробив, спочатку намагаючись довести, що темна матерія неспроможна формувати структури, проте під час свого дослідження він кардинально змінив свою думку.
Передплатіть, щоб прочитати повністю
Нам необхідна ваша підтримка, щоб займатися якісною журналістикою
До нього вчені виступали також з ідеєю про те, що темна матерія може формувати не тільки планети, а й цілі галактики. Перше подібне припущення вчені висловили аж у 2007 році про газову хмару VIRGOHI21, яка мала надто потужне гравітаційне поле як для такого об'єкта.
У 2016 році команда американських і канадських астрофізиків вивчили Стрекозу 44 (Dragonfly 44) — галактику, яка зіставна за своєю масою з нашим Чумацьким Шляхом, проте практично без зірок і галактичної структури — на них припадає лише 0,01% від загальної маси галактики. Через це Dragonfly 44 випромінює всього 1% від світіння Чумацького Шляху. Вчені припускають, що Dragonfly 44 на 99% складається з темної матерії — інших пояснень, чому галактика досі не розпалася на окремі зірки та кульові скупчення, вони не мають.
Загалом, нове дослідження вчених, про яке написав астрофізик Пол Саттер у матеріалі для Space.com, немає нічого незвичайного для тих, хто цікавиться вивченням Всесвіту. Проте автори не просто розвивають цю ідею, а й пропонують, як ми можемо перевірити їхню гіпотезу.
На думку вчених, планети з темної матерії з’явилися раніше, ніж будь-який інший астрономічний об'єкт — ще коли Всесвіт складався з плазми, яка не давала звичайній матерії сформувати галактики, зірки чи планети. Темна матерія не взаємодіє зі звичайною матерією ніяк, крім гравітації — а отже, могла формувати подібні об'єкти ще коли наш світ зовсім не підходив для життя.
Згодом Всесвіт охолонув, а плазма нейтралізувалася, що дало можливість звичайній матерії накопичуватися і перетворюватися на вже звичні нам зірки та галактики. Однак тут ми знову згадуємо про гравітацію, яка дозволяє звичайній матерії взаємодіяти і навіть притягуватися до планет із темної матерії. І це може стати ключем для майбутніх великих відкриттів.
Спочатку гіпотетичні планети з темної матерії накопичили б шар гелію — перший елемент, який виник після остигання плазми у Всесвіті. Потім з’явився водень. Крім того, що це два найлегші елементи таблиці Менделєєва, саме вони відповідають за термоядерну реакцію, яка є основою життя зірок.
Дослідники припускають, що якщо біля «темної» планети збереться достатня кількість гелію і водню, це призведе до того, що навколо неї почне відбуватися термоядерна реакція. Іноді це може набувати форми простого спалаху або викиду матеріалу, а іноді вся ця маса могла вибухати, що за яскравістю склало б добру конкуренцію надновим зіркам.
Водночас сама планета не постраждає, оскільки, як ми пам’ятаємо, вона ніяк не взаємодіє з матерією, окрім гравітації. Однак ми могли б зафіксувати ці спалахи — і цілком можливо, якщо гіпотеза правильна, ми вже не раз їх бачили.
У такому випадку нам важливо визначити різницю між спалахом наднової і вибухом біля планети з темної матерії. Таким чином ми зможемо вийти на слід загадкової темної матерії і нарешті розв’язати одну з найважливіших космологічних загадок.