科学家可能会通过搜索系外行星的异常热量特征来探测暗物质的存在 _科学

科学家可能会通过搜索系外行星的异常热量特征来探测暗物质的存在
（）据cnBeta：外媒New Atlas报道，科学家们可能会通过搜索来自遥远的外星世界的异常热量特征来探测暗物质的存在。暗物质是一种神秘的、不可见的物质，被认为占了宇宙质量的80%左右。虽然不可能真正看到暗物质，但科学家能够通过观察它对附近可见物质产生的强大引力影响来推测它的存在。这种看不见的物质被认为对宇宙的形成和演化产生了深远的影响，因此找到观察和了解暗物质的新方法对科学界来说具有重大意义。
最近由斯坦福大学/俄亥俄州立大学科学家发表的一项研究详细介绍了一种探测和观察暗物质的新方法，该方法超越了暗物质的引力特性，而是专注于该物质如何影响系外行星的温度。根据该论文，当被引力影响捕获的大量物质向内坠落，并在到达核心时被湮灭时，暗物质可能能够加热一颗行星。在这一点上，暗物质的质量能量被转化为热量并被行星吸收，提高了行星的整体温度。
因此，天文学家可以推断出在一个具有无法解释的大量热量的行星周围的空间环境中存在暗物质。这项研究的作者提议通过分析气态巨行星和褐矮星的热量特征来测试他们的理论，因为这些天体具有强大的引力影响，但其质量却不足以触发核聚变过程，而核聚变过程为像我们太阳这样的恒星提供动力。这一点很重要，因为核聚变产生的热量会使暗物质的变暖效应极难被发现。
在一个理想的情况下，研究人员希望在一颗“流氓”行星上测试他们的理论，这基本上是一个被“驱逐”出其母星轨道的世界，并被“放逐”到寒冷的星际空间中。在这种情况下，由暗物质湮灭产生的热量将更容易被探测到，因为该行星甚至不会被附近恒星的辐射所温暖。
这些观测可以由一些现有的红外望远镜进行，也可以由即将发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜进行，该望远镜最快可于今年10月发射。
目前的理论是，银河系中心附近的暗物质比外围的暗物质多。因此，如果未来的观测发现，与位于边缘附近的类似世界相比，靠近银河系核心的系外行星有更丰富的无法解释的热量，这将表明新提出的理论是正确的。
这篇论文已经发表在《物理评论快报》杂志上。
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（）据cnBeta：科学家说，行星的温度揭示了新的细节，这使得我们可以利用系外行星作为暗物质探测器。在一篇新的论文中，两位天体物理学家建议可以通过测量暗物质对系外行星温度的影响来检测暗物质，系外行星是太阳系以外的行星。
这可以为暗物质提供新的见解，暗物质是一种无法直接观察的神秘物质，但它大约占宇宙质量的80% 。
俄亥俄州立大学宇宙学和天体粒子物理学中心的研究员斯米尔诺夫说：“我们认为应该有大约3000亿颗系外行星等待被发现。即使找到并研究其中的一小部分，也能给我们提供大量我们现在不知道的关于暗物质的信息。”
斯米尔诺夫与斯坦福大学SLAC国家加速器实验室的博士后研究员丽贝卡-利恩共同撰写了该论文。它于2021年4月22日发表在《物理评论快报》杂志上。
斯米尔诺夫说，当系外行星的引力捕获暗物质时，暗物质前往行星核心，在那里它 "湮灭"并以热量形式释放其能量。被捕获的暗物质越多，它就越能加热系外行星。
这种加热可以由美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜测量，这个红外线望远镜定于今年10月发射，将能够测量遥远的系外行星的温度。如果系外行星有这种与暗物质相关的异常加热，我们应该能够发现它。系外行星在探测轻质暗物质方面可能特别有用，轻质暗物质是质量较低的暗物质。研究人员还没有通过直接探测或其他实验来探测轻质暗物质。
科学家们认为，暗物质的密度向我们银河系的中心增加。如果这是真的，行星离银河系中心越近，它们的温度应该上升得越多。“如果我们会发现这样的东西，那将是令人惊讶的。显然，我们会发现暗物质， ”斯米尔诺夫说。
斯米尔诺夫和利恩提出了一种搜索方式，即在靠近地球的地方寻找气态巨行星，也就是所谓的“超级木星”和褐矮星，以寻找由暗物质引起的加热的证据。用这样的行星作为暗物质探测器的一个好处是，它们不像恒星那样有核聚变，所以会有较少的“背景热”，这将使我们很难找到暗物质信号。
除了这种局部搜索外，研究人员建议搜索不再围绕恒星运行的遥远的流氓系外行星。缺乏来自恒星的辐射将再次减少可能掩盖暗物质信号的干扰。
斯米尔诺夫说，使用系外行星作为暗物质探测器的一个最好的部分是，它不需要任何新类型的仪器，如望远镜，或已经在进行的搜索。
截至目前，研究人员已经确定了4300多颗确认的系外行星，另外还有5695颗候选行星目前正在调查中。欧洲航天局的一个空间观测站Gaia预计将在未来几年内再确定数以万计的潜在候选者。
斯米尔诺夫说：“随着这么多的系外行星被研究，我们将有一个巨大的机会，比以往任何时候都更多地了解暗物质” 。