Szupertömeges sötét anyag: bolygóból fekete lyuk?
A sötét anyag a világegyetem anyagának mintegy 85%-át teszi ki, mégsem sikerült eddig közvetlenül kimutatni a laboratóriumokban. A fizikusok többsége mégis biztos benne, hogy létezik, hiszen számos kozmológiai jelenséget csak így lehet megmagyarázni. Egy új elméleti modell szerint a szupertömeges, nem megsemmisülő sötét anyag részecskék hosszú idő alatt az exobolygók magjában gyűlhetnek össze. Ha ezek a részecskék elég nehezek, és nem semmisítik meg egymást, magukba roskadhatnak, és bolygóméretű fekete lyukakat hozhatnak létre. Különösen fontos kiemelni, hogy ez a folyamat csak a szupertömeges, nem annihiláló sötét anyag részecskemodell esetén lehetséges.
A csillagászati megfigyelések új korszaka
A kutatók azt vizsgálták, miként épülhet be az ilyen sötét anyag különböző méretű, hőmérsékletű és sűrűségű gázóriások magjába. Ott energiát veszítenek, lelassulnak, és a bolygó középpontja felé sodródnak, végül sűrűsödve fekete lyukat alakíthatnak ki. Egy exobolygó élete során akár több ilyen fekete lyuk is kialakulhat. Ugyanakkor a Jupiterhez hasonló bolygókon végzett kutatások meghatározó szerepet játszhatnak a sötét anyag viselkedésének feltérképezésében, főként a Tejútrendszer sötét anyagban gazdag régióiban.
Bolygótömegű fekete lyuk: az asztrofizika új csodája?
Jelenleg csak olyan fekete lyukakat ismerünk, amelyek tömege meghaladja a Napét (kb. 2×10^30 kg). Ha egyszer bolygótömegű (például Jupiter-méretű, kb. 1,9×10^27 kg) fekete lyukat fedeznének fel, az teljesen új fejezetet nyithatna a csillagászatban. Ez erős bizonyíték lehetne a szupertömeges, nem annihiláló sötét anyag modellje mellett, és alternatívát jelentene ahhoz az elmélethez képest, amely szerint ilyen fekete lyukak kizárólag a korai univerzum extrém körülményei között jöhettek létre. Ez alapján megállapítható, hogy az exobolygók vizsgálata kulcsfontosságú lehet mind a sötét anyag megértéséhez, mind bizonyos sötét anyag modellek kizárásához.
Merre tovább a sötét anyag kutatásában?
Korábban a kutatók főként a Napot, a neutroncsillagokat és a fehér törpéket vizsgálták ilyen célból, mivel a különböző sötét anyag modellek ezek belső tulajdonságait eltérő módon változtathatják meg. Például néhány elmélet szerint a sötét anyag felmelegítené a neutroncsillagokat, így ha hideg, öreg neutroncsillagra bukkannak, kizárható bizonyos sötét anyag típus jelenléte. Ugyanakkor az is fontos adat, hogy a Jupiter és sok exobolygó sem alakult át fekete lyukká, ami folyamatosan segít szűkíteni a sötét anyagra vonatkozó elméleteket.
Lehetőségek a jövő megfigyelései számára
Az MI fejlődésével és a közelgő űrtávcsövek, űrmissziók által szolgáltatott részletes adatbázisokkal már sokkal pontosabb vizsgálatokat folytathatunk a sötét anyag kérdésében. Többek között olyan, sötét anyag által okozott hőmérséklet-emelkedést vagy nagyenergiájú sugárzást is észlelhetünk, amelyeket a mai műszerek még nem tudnak megfigyelni. A jövőben azonban ezek a jelek is hozzásegíthetik a csillagászokat ahhoz, hogy megfejtsék a sötét anyag mibenlétét és szerepét az univerzum fejlődésében.
