Вчені довели, що темна матерія може впливати на еволюцію планет у космосі

Нові дослідження астрофізиків припускають, що темна матерія — одна з найбільших загадок сучасної фізики — може залишати сліди не лише у космічних масштабах, а й на рівні окремих планет. Група китайських учених на чолі з Хайхао Ши з Сіньцзянської астрономічної обсерваторії оприлюднила результати роботи, що пропонує новий підхід до виявлення темної матерії через її вплив на температуру та обертання планет. Дослідження опубліковане на препринт-сервері arXiv.

Темна матерія, яка, за підрахунками, складає близько 85% усієї матерії у Всесвіті, досі залишається невидимою — її не вдається зафіксувати безпосередньо. Астрономи знають про її існування завдяки непрямим свідченням: зокрема, за обертанням галактик, гравітаційним лінзуванням та мікрохвильовим фоном. Однак нова теорія стверджує, що темна матерія може проникати у надра планет завдяки гравітаційному захопленню — процесу, коли частинки темної матерії взаємодіють із планетною речовиною і передають їй енергію.

Згідно з моделлю авторів, така енергія може поступово нагрівати планету та змінювати її швидкість обертання. Наприклад, на Землі це призвело б до підвищення температури атмосфери приблизно на 0,015 К за 100 років і 0,15 К за 1000 років. Щодо обертання, то обчислення показують зменшення тривалості доби на 12 секунд за століття, або 120 секунд за тисячу років — значення, які можна зафіксувати за допомогою сучасних методів.

Науковці протестували свою модель на 15 екзопланетах, зокрема 55 Cancri d та Epsilon Eridani b, а також застосували її до Юпітера і Землі. Автори зазначають, що енергія, яку темна матерія передає планеті, розподіляється не тільки у вигляді тепла — вона також впливає на динаміку обертання, залежно від маси, радіуса та інших фізичних характеристик планети.

У роботі підкреслюється, що ефекти темної матерії, хоч і мізерні в короткостроковій перспективі, мають накопичувальний характер, а тому можуть впливати на довготривалу еволюцію планет, зокрема на умови їхньої потенційної придатності до життя. Відповідно, такі дослідження можуть бути важливими для майбутніх оцінок екзопланетної життєздатності.

На завершення автори зазначають: у майбутньому, коли людство шукатиме новий дім у космосі, врахування ефектів темної матерії на температуру та обертання планет може стати корисним інструментом для оцінки їхньої придатності для життя.