ดาวพฤหัสบดีสามารถกลายเป็นเครื่องตรวจจับสสารมืดในอุดมคติได้

หากคุณกำลังมองหาสสารมืดแต่ไม่รู้ว่าจะหาได้จากที่ไหน ดาวเคราะห์ยักษ์อาจเป็นเครื่องตรวจจับอนุภาคที่คุณต้องการ! โชคดีที่มีพวกมันอยู่หลายแห่งในระบบสุริยะของเรา และที่ใหญ่ที่สุดและใกล้ที่สุดคือดาวพฤหัสบดี นักวิจัยได้เปิดเผยว่าก๊าซยักษ์สามารถถือกุญแจสำคัญในการตรวจจับสสารมืดที่เข้าใจยากได้อย่างไร

ธรรมชาติของสสารมืดเป็นหนึ่งในความลึกลับที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของฟิสิกส์ในเวลานี้ มันมีปฏิสัมพันธ์ด้วยแรงโน้มถ่วง เราเห็นว่ามันจับกาแล็กซีที่อาจแยกตัวออกจากกัน แต่ดูเหมือนว่าจะไม่มีปฏิสัมพันธ์กับสสารปกติด้วยวิธีอื่น

ทฤษฎีที่ได้รับความนิยมมากที่สุดระบุว่าสสารมืดเป็นอนุภาคบางชนิดที่มีขนาดเล็กเกินไปหรือมีปฏิสัมพันธ์ที่อ่อนแอเกินกว่าจะสังเกตได้ง่าย เครื่องเร่งอนุภาคและการทดลอง collider ได้รับการออกแบบมาเพื่อผลักอนุภาคย่อยของอะตอมเข้าด้วยกัน นักวิจัยหวังว่าจะเห็นการขาดพลังงานที่ไม่คาดคิดจากการชนกัน ซึ่งอาจบ่งชี้ว่าอนุภาคที่ไม่รู้จักบางส่วน อาจเป็นสสารมืด ได้ออกจากเครื่องตรวจจับแล้ว ยังไม่มีโชค

การวิจัย

แต่สสารมืดต้องมีอยู่ในธรรมชาติด้วย และสามารถดึงดูดวัตถุที่มีหลุมโน้มถ่วงขนาดใหญ่ได้ เช่น โลก ดวงอาทิตย์ และดาวพฤหัสบดี เมื่อเวลาผ่านไป สสารมืดสามารถก่อตัวขึ้นภายในดาวเคราะห์หรือดาวฤกษ์ได้จนกว่าจะมีความหนาแน่นมากพอที่สสารมืดตัวหนึ่งจะกระทบกับอีกอนุภาคหนึ่ง ซึ่งทำลายทั้งสองอย่าง แม้ว่าเราจะมองไม่เห็นสสารที่มืดที่สุด แต่เราควรเห็นผลของการชนกันดังกล่าว มันจะผลิตรังสีพลังงานสูงในรูปของรังสีแกมมา

กล้องโทรทรรศน์รังสีแกมมา Fermi ของนาซ่าซึ่งเปิดตัวในปี 2008 ด้วยจรวดเดลต้า II ได้ตรวจสอบท้องฟ้าเพื่อหาแหล่งกำเนิดรังสีแกมมามานานกว่าทศวรรษ นักวิจัย Rebecca Lin (Stanford) และ Tim Linden (Stockholm) ใช้กล้องโทรทรรศน์เพื่อดูดาวพฤหัสบดีและทำการวิเคราะห์กิจกรรมรังสีแกมมาของดาวเคราะห์ยักษ์เป็นครั้งแรก พวกเขาหวังว่าจะเห็นหลักฐานของรังสีแกมมาส่วนเกินที่เกิดจากการทำลายล้างของสสารมืดภายในดาวพฤหัสบดี

ตามที่ Lin อธิบาย ขนาดและอุณหภูมิของดาวพฤหัสบดีทำให้ดาวพฤหัสบดีเป็นเครื่องตรวจจับสสารมืดในอุดมคติ “เนื่องจากดาวพฤหัสบดีมีพื้นที่ผิวที่ใหญ่เมื่อเทียบกับดาวเคราะห์ดวงอื่นในระบบสุริยะ มันจึงสามารถดักจับสสารมืดได้มากกว่า จากนั้นคุณอาจสงสัยว่าทำไมไม่ใช้ดวงอาทิตย์ที่ใหญ่กว่า (และใกล้มาก) ยิ่งขึ้นไปอีก ข้อดีประการที่สองก็คือ เนื่องจากดาวพฤหัสบดีมีแกนกลางที่เย็นกว่าดวงอาทิตย์ มันจึงทำให้อนุภาคสสารมืดได้รับความร้อนน้อยลง สิ่งนี้อาจป้องกันการระเหยของสสารมืดที่เบากว่าจากดาวพฤหัสบดีที่จะระเหยจากดวงอาทิตย์ได้บางส่วน”

การศึกษาเบื้องต้นของดาวพฤหัสบดียังไม่ได้นำไปสู่การค้นพบสสารมืด อย่างไรก็ตาม มีรังสีแกมมาที่ยั่วเย้ามากเกินไปในระดับพลังงานต่ำซึ่งต้องใช้เครื่องมือที่ซับซ้อนมากขึ้นในการศึกษาอย่างถูกต้อง

กล้องโทรทรรศน์ AMEGO และ e-ASTROGRAM ยังอยู่ระหว่างการพัฒนา แต่อาจเป็นเพียงเครื่องมือที่จำเป็นในการค้นหาสสารมืด และดาวพฤหัสบดีอาจเป็นวัตถุเป้าหมายในการค้นหา

อ่าน:

• ยานอวกาศ Juno ของ NASA ตรวจพบแสงออโรร่าของดาวพฤหัสบดี
• จุดแดงใหญ่ของดาวพฤหัสบดีเป็นมนุษย์กินคนโหดเหี้ยมที่กินพายุลูกเล็ก