Юпитер поможет ученым обнаружить тёмную материю

На протяжении десятилетий учёные ломают головы над природой тёмной материи — таинственной субстанции, составляющей 27% Вселенной. Её невозможно увидеть, почувствовать или измерить традиционными методами, однако её существование подтверждается гравитационными эффектами на галактики и крупномасштабные структуры космоса. Теперь исследователи предлагают взглянуть на Юпитер как на возможное место, где можно обнаружить следы этой загадочной формы материи. Результаты исследования опубликованы на arxiv.org.

Фото из открытых источников

Согласно новой статье, представленной Сандрой Роблес из Королевского колледжа Лондона и Стефаном Мейгеном-Бергером из Мельбурнского университета, Юпитер может оказаться идеальной площадкой для поиска тёмной материи. Гигантская планета обладает достаточной гравитационной силой, чтобы захватывать частицы тёмной материи, которые, взаимодействуя с обычной материей, могут порождать нейтрино.

Нейтрино — мельчайшие элементарные частицы, практически не взаимодействующие с веществом, поэтому их сложно обнаружить. Однако именно они могут служить индикатором присутствия тёмной материи. Для регистрации нейтрино исследователи предлагают использовать водные черенковские детекторы, способные фиксировать слабое свечение, возникающее при движении частиц через воду.

Идея заключается в том, что тёмная материя, захваченная гравитационным полем Юпитера, может аннигилировать, порождая нейтрино с энергиями от 100 МэВ до 5 ГэВ. Эти нейтрино будут исходить в направлении Юпитера, и их можно зафиксировать с помощью современных нейтринных обсерваторий.

Почему именно Юпитер? Эта планета — настоящий гигант Солнечной системы, обладающий самой большой массой и мощным магнитным полем. Его гравитация настолько велика, что способна притягивать и разрушать кометы, как это случилось с кометой Шумейкера — Леви 9 в 1994 году. Кроме того, низкая температура ядра Юпитера создаёт условия, благоприятные для захвата и удержания тёмной материи.

Этот подход отличается от традиционных экспериментов, направленных на поиск тёмной материи путём её рассеивания на электронах, протонах или нейтронах. Использование нейтрино и водных черенковских детекторов открывает новые возможности в исследовании этой загадочной субстанции.

Пока что предложенный метод остаётся теоретическим, но если удастся зафиксировать избыток нейтрино, исходящий с направления Юпитера, это станет значительным шагом вперёд в понимании природы тёмной материи. Возможно, Юпитер откроет перед нами двери в одну из величайших тайн Вселенной.