科學家說，行星的溫度揭示了新的細節(jié)，這使得我們可以利用系外行星作為暗物質(zhì)探測器。在一篇新的論文中，兩位天體物理學家建議可以通過測量暗物質(zhì)對系外行星溫度的影響來檢測暗物質(zhì)，系外行星是太陽系以外的行星。

這可以為暗物質(zhì)提供新的見解，暗物質(zhì)是一種無法直接觀察的神秘物質(zhì)，但它大約占宇宙質(zhì)量的80%。

"俄亥俄州立大學宇宙學和天體粒子物理學中心的研究員斯米爾諾夫說："我們認為應(yīng)該有大約3000億顆系外行星等待被發(fā)現(xiàn)。

"即使找到并研究其中的一小部分，也能給我們提供大量我們現(xiàn)在不知道的關(guān)于暗物質(zhì)的信息。"

斯米爾諾夫與斯坦福大學SLAC國家加速器實驗室的博士后研究員麗貝卡-利恩共同撰寫了該論文。它于2021年4月22日發(fā)表在《物理評論快報》雜志上。

斯米爾諾夫說，當系外行星的引力捕獲暗物質(zhì)時，暗物質(zhì)前往行星核心，在那里它 "湮滅"并以熱量形式釋放其能量。被捕獲的暗物質(zhì)越多，它就越能加熱系外行星。

這種加熱可以由美國宇航局的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡測量，這個紅外線望遠鏡定于今年10月發(fā)射，將能夠測量遙遠的系外行星的溫度。如果系外行星有這種與暗物質(zhì)相關(guān)的異常加熱，我們應(yīng)該能夠發(fā)現(xiàn)它。系外行星在探測輕質(zhì)暗物質(zhì)方面可能特別有用，輕質(zhì)暗物質(zhì)是質(zhì)量較低的暗物質(zhì)。研究人員還沒有通過直接探測或其他實驗來探測輕質(zhì)暗物質(zhì)。

科學家們認為，暗物質(zhì)的密度向我們銀河系的中心增加。如果這是真的，行星離銀河系中心越近，它們的溫度應(yīng)該上升得越多。"如果我們會發(fā)現(xiàn)這樣的東西，那將是令人驚訝的。顯然，我們會發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)，"斯米爾諾夫說。

斯米爾諾夫和利恩提出了一種搜索方式，即在靠近地球的地方尋找氣態(tài)巨行星，也就是所謂的 "超級木星"和褐矮星，以尋找由暗物質(zhì)引起的加熱的證據(jù)。用這樣的行星作為暗物質(zhì)探測器的一個好處是，它們不像恒星那樣有核聚變，所以會有較少的 "背景熱"，這將使我們很難找到暗物質(zhì)信號。

除了這種局部搜索外，研究人員建議搜索不再圍繞恒星運行的遙遠的流氓系外行星。缺乏來自恒星的輻射將再次減少可能掩蓋暗物質(zhì)信號的干擾。

斯米爾諾夫說，使用系外行星作為暗物質(zhì)探測器的一個最好的部分是，它不需要任何新類型的儀器，如望遠鏡，或已經(jīng)在進行的搜索。

截至目前，研究人員已經(jīng)確定了4300多顆確認的系外行星，另外還有5695顆候選行星目前正在調(diào)查中。歐洲航天局的一個空間觀測站Gaia預(yù)計將在未來幾年內(nèi)再確定數(shù)以萬計的潛在候選者。

斯米爾諾夫說："隨著這么多的系外行星被研究，我們將有一個巨大的機會，比以往任何時候都更多地了解暗物質(zhì)"。