Нове дослідження, опубліковане в журналі Physical Review D, висуває гіпотезу, що темна матерія може накопичуватися в ядрах екзопланет розміром з Юпітер, що потенційно може призвести до формування чорних дір у цих небесних тілах.
Дослідники з Каліфорнійського університету в Ріверсайді, астрофізики Мехрдад Фороутан-Мехр і Тара Фетерольф, провели дослідження, яке припускає, що достатньо важкі частинки темної матерії, які не анігілюють, можуть з часом мігрувати до центру планети, накопичуватися і зрештою колапсувати в чорну діру. Ця теорія спирається на модель надважкої темної матерії, що не анігілює, яка передбачає, що частинки темної матерії є надзвичайно масивними і не знищують одна одну при зіткненні. Натомість вони поступово втрачають енергію, осідають до центру планети, де концентруються.
Зрештою, ці накопичення можуть стати настільки щільними, що колапсують під дією гравітації, утворюючи крихітні чорні діри. Темна матерія становить приблизно 85% усієї матерії у Всесвіті, але залишається невиявленою. Це дослідження вказує на те, що екзопланети можуть слугувати природними лабораторіями для вивчення темної матерії завдяки їхній значній масі та щільності, що сприяє накопиченню темної матерії в їхніх ядрах.
Вчені вважають, що в газових екзопланетах з різними розмірами, температурами та щільністю такі чорні діри можуть утворюватися в межах спостережуваних часових рамок, потенційно навіть створюючи кілька чорних дір протягом життя однієї планети. Однак виявлення цих гіпотетичних міні-чорних дір є значним викликом через їхній мізерний розмір. Розрахунки показують, що чорна діра масою з Юпітер мала б лише 5,6 метра в діаметрі, що робить її практично невиявленою за допомогою сучасних приладів.
Нещодавно опубліковані дослідження, зокрема в журналі Physical Review D, підтверджують цю гіпотезу, вказуючи на те, що екзопланети можуть бути ключем до розуміння природи темної матерії. Хоча поточні інструменти не мають достатньої чутливості для виявлення таких сигналів, майбутні телескопи та космічні місії можуть бути здатні їх виявити. Якщо астрономи виявлять популяцію планетних чорних дір, це може надати вагомі докази на користь моделі надважкої темної матерії, що не анігілює. Це також запропонує альтернативу загальноприйнятій теорії, що планетарні чорні діри могли утворитися лише в ранньому Всесвіті.
Дослідження також припускає, що накопичення темної матерії в екзопланетах може призвести до їхнього нагрівання або випромінювання високоенергетичного випромінювання, що може бути ще одним способом виявлення цієї невловимої субстанції. Хоча подальші дослідження необхідні для підтвердження цих висновків, це дослідження відкриває нові шляхи для розуміння природи темної матерії та її потенційного впливу на еволюцію екзопланет.