暗物質(zhì)可能會將一些行星變成微小的黑洞

太陽系以外的巨型世界可能是我們需要弄清楚如何暗物質(zhì)在宇宙中顯現(xiàn)。

根據(jù)一項新的研究，一種特殊的暗物質(zhì)模型可以看到神秘的質(zhì)量在巨行星的核心中積累，坍縮成微小的黑洞注定會隨著時間的推移消耗周圍的物質(zhì)。

如果我們能找到由此產(chǎn)生的行星質(zhì)量物體的證據(jù)，它可能會驗證一種不會自我毀滅的重型暗物質(zhì)的存在。

“如果暗物質(zhì)粒子足夠重并且沒有湮滅，它們最終可能會坍縮成一個微小的黑洞,"天體物理學(xué)家 Mehrdad Phoroutan-Mehr 說加州大學(xué)河濱分校。

“然后這個黑洞可以生長并吞噬整個行星，將其變成一個與原始行星質(zhì)量相同的黑洞。這種結(jié)果只有在超重非湮滅性暗物質(zhì)模型下才有可能。

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暗物質(zhì)似乎滲透到宇宙中，約占整個宇宙物質(zhì)的 85%。我們知道它的存在是因為引力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了正常物質(zhì)所能解釋的引力;然而，到目前為止，我們已經(jīng)能夠直接探測到暗物質(zhì)。

這意味著我們不知道什么暗物質(zhì)是......但科學(xué)家們可以嘗試縮小范圍。有許多領(lǐng)先的候選人，他們的行為方式都略有不同。

弄清楚這些行為是什么以及它們在宇宙中將如何出現(xiàn)可以幫助科學(xué)家設(shè)計實驗，以更好地識別暗物質(zhì)更晦澀的特征。

這讓我們看到了在巨型系外行星核心中積累的暗物質(zhì)。根據(jù) Phoroutan-Mehr 和他的同事、加州大學(xué)河濱分校的天體物理學(xué)家 Tara Fetherolf 的一篇論文，不會自我湮滅的重暗物質(zhì)——即不是它們自己的反粒子的暗物質(zhì)粒子——可能會被巨大的世界捕獲，失去能量，并沉向它們集中的核心。

最終，這些堆積物可能會變得足夠密集，在重力作用下坍縮，形成微小的黑洞。

“在各種大小、溫度和密度的氣態(tài)系外行星中，黑洞可能會在可觀測的時間尺度上形成，甚至可能在一顆系外行星的一生中產(chǎn)生多個黑洞，”他解釋道.

“這些結(jié)果表明，系外行星調(diào)查如何被用來尋找超重暗物質(zhì)粒子，特別是在假設(shè)富含暗物質(zhì)的區(qū)域，比如我們的銀河系中心?！?/p>

然而，尋找這一過程的證據(jù)存在一些挑戰(zhàn)。最大的問題是我們根本沒有足夠靈敏的技術(shù)來勝任這項工作。質(zhì)量木星，例如，只是5.6 米（18.4 英尺）寬。

然而，人類一直在完善太空觀測技術(shù)。有一天，出現(xiàn)足夠強(qiáng)大的儀器來探測行星質(zhì)量的黑洞，這并非完全不可行。

“如果天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)一群行星大小的黑洞，它可以為支持超重非湮滅暗物質(zhì)模型提供強(qiáng)有力的證據(jù)，”Phoroutan-Mehr 說.“隨著我們繼續(xù)收集更多數(shù)據(jù)并更詳細(xì)地檢查單個行星，系外行星可能會為暗物質(zhì)的本質(zhì)提供重要的見解。”

研究結(jié)果已發(fā)表在物理審查 D.

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