Karanlık Madde, kozmoloji ve fiziğin ön kenarlarında sallanan karıştırıcı bir kavramdır. Ne olduğunu veya evreni anlayışımıza tam olarak nasıl uyduğunu bilmiyoruz. Sadece görünmeyen kütlesinin kozmosun kritik bir parçası olduğunu biliyoruz.
Gökbilimciler karanlık maddenin var olduğunu biliyorlar. Galaksilerin dönme, yerçekimi lensinden yararlanarak ve kozmik mikrodalga arka planındaki dalgalanmaları analiz ederek söyleyebilirler. Ancak yeni araştırmalar, varlığını tespit etmenin başka bir yolu olabileceğini gösteriyor.
Araştırma “Gezegeni Karanlık Madde (ler) Pines” ve Arxiv ön hazırlık sunucusu. Çin Bilimler Akademisi’nin Sincan Astronomi Gözlemevi’nden Haihao Shi baş yazar. Ortak yazarların hepsi Çin araştırma kurumlarından.
“Karanlık madde (DM), çok sayıda astrofizik ve kozmolojik gözlemle kanıtlandığı gibi, evrenin madde içeriğinin yaklaşık% 85’ini oluşturmaktadır. Yaygın varlığına rağmen, karanlık madde parçacıklarının temel doğası ve kompozisyonu, standart model ve genel göreliliğin ötesinde yeni fiziğe işaret eder,” sorunu açık bir şekilde yakalayarak.
Araştırma, DM’in Dark Madde Planetary Capture adlı bir fenomen olan gezegenlerin iç kısmına girebileceğini gösteren önceki araştırmalara dayanıyor. Fikir, gezegenlerin yerçekimi çekilmesinin karanlık madde parçacıklarını çekebileceğidir. Arkasındaki fizik karmaşıktır, ancak bilim adamları gezegenler içindeki yoğunluğunu tahmin etmeye çalışmak da dahil olmak üzere üzerinde çalışıyorlar. Bilim adamları yoğunluğun çok düşük olmasını bekliyor, bu da tespit edilmeyi zorlaştırıyor.
DM’nin ne olabileceğine dair çeşitli açıklamalar var. İlkel kara delikler olabilir, akslar olabilir veya zayıf etkileşen büyük parçacıklar (WIMP’ler) olabilir. Başka adaylar da var. Ancak bu araştırma, DM’nin özelliklerini mikroskobik veya kozmik bir ölçekten ziyade gezegensel bir ölçekte sınırlamaya çalışır.
Yazarlar, “Gezegenler, milyarlarca yıl boyunca çevredeki karanlık madde halo ile etkileşime giren karanlık madde etkilerinin uzun süreli probları olarak hizmet ediyor.” “Bu etkileşimler, gezegen sıcaklığındaki değişiklikler, dönme dinamikleri ve atmosferik özellikler gibi kümülatif, gözlemlenebilir sonuçlara yol açabilir.”
Karanlık madde yakalamasının arkasındaki temel fikir, DM’nin gezegensel madde ile etkileşime girmesi ve enerji gezegene yatırmasıdır. Karanlık madde ve baryonik madde normal anlamda etkileşime girmez veya çarpışmazken, kuantum tünelleme gibi faktörler nedeniyle etkileşime girebilirler. Bu etkileşimler, bir gezegenin dönüş ve sıcaklığında değişikliklere yol açar, birini hızlandırır ve diğerini yükseltir. Bilim adamları bu değişiklikleri gözlemleyebilir ve yazarlar onları tespit etmek için yeni bir yaklaşım geliştirdiler.
Fizik kendileri kendi başlarına büyüleyici olsa da, gezegensel karanlık madde yaşanabilirliği etkileyebilir. “Ayrıca, gezegen ölçeklerindeki karanlık madde etkileri, termal koşulları değiştirerek, sıvı suyun ve atmosferik evrimin istikrarını etkileyerek gezegensel yaşanabilirliği etkileyebilir.”
Karanlık madde parçacıkları gezegenlere girdiğinde, saçılmaya, yakalamaya ve imhaya maruz kalırlar. Isı olarak tezahür eden gezegensel parçacıklara kinetik enerji dağıttıklarında veya çarpıştıklarında. Aynı şey imha edildiklerinde de olur. Sıcaklık artışı, gezegene ne kadar karanlık maddenin girdiğinden ve girdinin enerjisi gezegenin rotasyon süresini de hızlandırabilir.
Araştırmacılar, çalışmalarında, her ikisi de bilim adamlarına özellikle ilgi çekici olan 55 Cancri D (Lipperhey) ve Epsilon Eridani B gibi 15 onaylanmış dış gezegende Dark Matter Planetal Capture’ı simüle ettiler. Ayrıca modellerini Jüpiter ve Earth’e uyguladılar.
Yazarlar, “Teorimiz, karanlık madde ısıtma ile sağlanan enerjinin tamamen sıcaklığa dönüştürülmediğini, ancak gezegenin kütle ve yarıçap gibi içsel özelliklerine ve sıcaklık ve açısal hız da dahil olmak üzere mevcut durumuna göre dağıtıldığını gösteriyor.”
Araştırmaya göre, dünya karanlık madde yakalamasına karşı bağışık değil.
Yazarlar, “… tahminlerimizin karanlık madde ve güneşten gelen kombine enerji girişinin 100 yıl boyunca yaklaşık 0.015 K ve 1000 yıl boyunca 0.15 K’lık bir yüzey atmosferik sıcaklık artışına yol açacağını” yazıyor.
Karanlık madde ısıtması da bir gezegenin dönme hızını artırabilir, ancak diğer etkilerden ayrım yapmak daha zordur. Gelgit efektleri ve depremler gibi şeyler de dönme hızını etkileyebilir. “Dünya için, karanlık maddenin ısıtılmasının rotasyon süresini yüz yıl başına saniye sırasına göre hızlandıracağını tahmin ediyoruz.”
Dünya’nın rotasyon süresi 100 yılda yaklaşık 12 saniye azalacaktır. 1.000 yıl içinde bu 120 saniye. Bunlar çok sayıda ve yazarlar bu etkileri yer tabanlı ölçüm yöntemleriyle tespit edebilmemiz gerektiğini söylüyorlar.
Yazarlar, bu etkileri daha net anladığımızda, dış gezegen yaşanabilirliğini anlamamıza yardımcı olabileceklerini iddia ediyorlar.
“Gelecekte, insanlık evrendeki ikinci bir ev ararken, karanlık maddenin bu çalışmada önerilen gezegensel rotasyon üzerindeki etkisi, gezegensel yaşanabilirliği değerlendirmek için bir referans olarak hizmet edebilir.”
