有由暗物質構成的行星嗎?

樸實的桔梗 發佈 2022-11-16T02:53:54.699623+00:00

在過去的三十年裡,天文學家在太空中看到了幾顆非常奇怪的行星。其中一個(KELT-9B)的大氣層因母星的熱量而燃燒殆盡,另一個(GJ504B)具有獨特的深粉紅色。但是這種類型的物體呢,由暗物質組成 - 宇宙中最常見的,但現代科學完全不可見?


在過去的三十年裡,天文學家在太空中看到了幾顆非常奇怪的行星。其中一個(KELT-9B)的大氣層因母星的熱量而燃燒殆盡,另一個(GJ504B)具有獨特的深粉紅色。但是這種類型的物體呢,由暗物質組成 - 宇宙中最常見的,但現代科學完全不可見?

藝術家眼中的KELT-9B

行星是否真的可以由暗物質形成的問題已經在空中懸而未決了很長一段時間。科學還不知道這種物質到底是什麼,但這個角色的所有主要候選者都具有相同的屬性——它們不應該進入電磁相互作用。這基本上意味著不與光接觸,如前所述,隱形。

這在像行星形成這樣的過程中有什麼不同嗎?畢竟,暗物質與引力完美地相互作用,正是由於這一點,天文學家才了解了它的存在。普通的,清晰可見的行星是由於重力將物質壓縮成一個體面的球體,無論是岩石,冰還是氣體。在這一點上,暗物質的問題開始了。

行星最初是由非常小的物質形成的——這些是鵝卵石大小的小鵝卵石。它們必須使用所謂的「靜電粘附」相互連接,只有當它們的數量相當可觀時,重力才會開始起作用。但這只是暗物質無法實現的電磁相互作用的表現之一。

然而,自從我們進入坦率的理論結構領域以來,沒有什麼能阻止我們暗示暗物質的行星的形成方式有些不同。也許它們的誕生方式與恆星相同,也就是說,它們的物質積聚在雲中,然後坍縮成更密集的東西。然而,即使在這裡,我們也遇到了明顯的困難。

想像一下兩個有吸引力的暗物質粒子。他們開始靠近,加速,互相掃過,減速,停下來,再次飛向對方......如果暗物質在其運動的某個階段沒有找到擺脫一些能量的方法,這種情況將無限期地持續下去。換句話說,要讓物質聚集在地球上,它必須冷卻下來。但在太空真空中,這在電磁輻射的幫助下最容易實現。暗物質不會發射它,也不能充分冷卻。顯然,這就是為什麼天文學家看到星系周圍存在巨大球形暗物質暈的間接證據,普通物質聚集在由恆星,行星和所有其他多樣性形成的圓盤中。

藝術家視野中銀河系周圍暗物質的分布

有一種假設是,暗物質能夠在弱相互作用中表現出來。這將使它與普通物質接觸並失去能量。然而,在2017年,兩位科學家提出了更多的東西 - 假設電磁不僅有光明的一面,還有黑暗的一面。或者至少它可以是一種單獨的權力。這個想法似乎,如果不是徹頭徹尾的胡說八道,那麼肯定像是非常大膽的科幻表演。提出它的科學家,實際上起初試圖證明暗物質行星不可能存在。但是數學計算表明,這樣的事情確實是可能的。他與一位同事聯手,共同創建了一個「暗電磁學」的初步模型。

這裡描述了兩種類型的暗物質粒子 - 「H」和「L」,意思是「重」和「輕」。然而,事實上,這些是普通物質的質子和電子的類似物。研究人員玩弄了這些「成分」不同質量的方程,試圖了解暗電磁力的強度。他們的計算表明,這兩種粒子能夠結合成暗當量的原子氫。在普通氫中,電子可以在質子周圍處於不同的水平。失去能量並下沉,第一個粒子發射光子。可以假設一個假設的暗原子能夠做類似的事情來擺脫能量。

科學家得出結論,在某些情況下,質量小於1億個太陽的暗物質團可以坍縮,而較重的暗物質團將保持巨大雲的形狀。在下一步中,凝聚態物質將衰變成越來越小的成分,直至行星大小的物體。

當然,到目前為止,這是純粹的理論。為了以某種方式確認他們的計算,科學家們必須提供一種方法來驗證所獲得的結果。

不久前,另一組科學家提出了自己的建議,以尋找由暗物質形成的行星。根據這些專家進行的計算機模擬,這些可能在大爆炸後約38萬年形成。在這個時代,普通物質與光子混合在有時被詩意地稱為「等離子體湯」的東西中。

但是完全忽略光的暗物質可以做任何事情。包括從小行星到海王星的質量天體的形成。這組理論家沒有具體說明這些物體是如何「塑造」的,但提出在數十億年的時間裡,引力可以將它們散射到宇宙中的所有星系中。科學家計算出,只有在銀河系中,才能有千萬億顆由暗物質形成的行星。

研究小組認為,很有可能探測到這樣的物體,因為它們會積累普通物質,包括氫和氦。有了足夠濃度的這些元素,以及必要的壓力和溫度,核聚變就可以開始,伴隨著光的發射。即使在質量不足以引發這種反應的行星內部,氣體仍然會升溫並發光。因此,科學家認為,我們在宇宙中觀察到的一些光來自主要由暗物質組成的物體捕獲的普通物質。在這裡,很明顯,還應該提出確認堆積如山的推測性假設的方法。科學只能以這種方式運作,沒有其他方式。

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