Астрофізики припустили, що темна матерія у вигляді об’єктів розміром з малий астероїд може стикатися з крижаними тілами Сонячної системи, залишаючи на них характерні «шрами». Хоча такі зіткнення відбуваються вкрай рідко, об’єкти з темної матерії пролітають крізь небесні тіла, що дозволить відрізнити їхні сліди від астероїдних кратерів. Шукати такі сліди темної матерії дослідники запропонували на крижаних супутниках Юпітера за допомогою місій до цієї планети. Статтю з результатами опублікували на сайті препринтів arXiv.
Як супутники Юпітера можуть зберігати сліди темної матерії?
Науковці давно припускали, що темна матерія може складатися не лише з невловних елементарних частинок, а й з макроскопічних об’єктів масою від трильйонів до квадрильйонів грамів. Подібні об’єкти мали б пролітати крізь тіла Сонячної системи з колосальною енергією, залишаючи характерні сліди взаємодії. Особливо перспективними для пошуку їх взаємодії науковці вважають крижані супутники, поверхня яких здатна зберігати історію зіткнень протягом мільярдів років. Серед таких і найбільший супутник Юпітера — Ганімед.
Завдяки товстому крижаному панциру з підповерхневим океаном поверхня супутника зазнала незначних змін за сотні мільйонів років. Для перевірки можливості залишення темною матерією слідів на Ганімеді, науковці поєднали оцінки енергії, що вивільняється при зіткненні з об’єктами з темної матерії, а також глибину й морфологію утворених структур. Додатково дослідники провели моделювання за допомогою коду iSALE, який використовують для дослідження астероїдних ударів, щоб порівняти сліди зіткнення з об’єктами темної матерії й астероїдами.
Як з’ясувалося, макроскопічні об’єкти темної матерії здатні пробивати крижані шари Ганімеда наскрізь і викидати на поверхню матеріал із підповерхневих шарів. Це дозволить відрізнити їх від зіткнень з об’єктами зі звичайної матерії, такими як астероїди. На думку науковці, подальше підтвердження цієї ідеї можна отримати завдяки місії JUICE, яка найближчими роками досліджуватиме систему Юпітера.
Як ідуть пошуки темної матерії
💥 Сліди взаємодії звичайної матерії з аксіонами, що складають темну, зафіксували в найяскравішому сплеску гамма-випромінювання, яке зафіксували у 2022 році.
🕸 Ознаки темної матерії, а саме її гравітаційний вплив, науковці вперше розгледіли в космічному павутинні — волокнах, вздовж яких поширюється матеріал зір і галактик.
🌞 Ускладнює пошук темної матерії туман із сонячних нейтрино, які взаємодіють з її датчиками. Однак науковці змогли виміряти ознаки цієї взаємодії, щоб відрізняти їх від сигналів темної матерії.