Czy ciemna materia, tajemnicza substancja, która przenika Wszechświat, może dosłownie „pożerać” planety, zamieniając je w czarne dziury? Najnowsze badania amerykańskich astrofizyków sugerują, że taki scenariusz jest możliwy i może dostarczyć kluczowych wskazówek dotyczących natury ciemnej materii.
Ciemna materia – niewidzialny składnik Wszechświata
Ciemna materia stanowi około 85 procent całej materii we Wszechświecie. Choć nie możemy jej zobaczyć ani bezpośrednio wykryć, wiemy, że istnieje – jej obecność zdradza wpływ grawitacyjny, silniejszy niż można by wyjaśnić zwykłą materią. Mimo dziesięcioleci badań, jej natura pozostaje jedną z największych zagadek współczesnej fizyki.
Jak ciemna materia może tworzyć czarne dziury w planetach?
Według pracy Mehrdada Phoroutana-Mehra i Tary Fetherolf z University of California w Riverside, pewien model ciemnej materii zakłada istnienie superciężkich cząstek, które nie ulegają samozniszczeniu (tzw. nieanihilujących). Jeśli takie cząstki zostaną przechwycone przez masywne planety, mogą powoli opadać do ich jądra, tracąc energię i gromadząc się w jednym miejscu.
Z czasem nagromadzona masa może stać się na tyle gęsta, że zapadnie się pod własnym ciężarem, tworząc miniaturową czarną dziurę. Taka czarna dziura, choć mikroskopijna w skali astronomicznej, zaczęłaby stopniowo pochłaniać planetę, aż w końcu przeobraziłaby ją w czarną dziurę o masie identycznej jak masa pierwotnego globu.
Egzoplanety jako kosmiczne laboratoria
Gazowe olbrzymy poza Układem Słonecznym – tzw. egzoplanety – mogą być idealnym miejscem do poszukiwania takich zjawisk. Według badań, w egzoplanetach o różnych rozmiarach, temperaturach i gęstościach proces ten mógłby zachodzić w czasie życia jednej planety, a nawet generować wiele czarnych dziur.
Najlepszym miejscem do poszukiwań mogą być regiony bogate w ciemną materię, takie jak centrum Drogi Mlecznej. To właśnie tam astronomowie mogliby spróbować znaleźć ślady egzoplanet, które uległy tajemniczej przemianie.
Największa przeszkoda – technologia
Choć teoria brzmi fascynująco, jej potwierdzenie w praktyce nie jest łatwe. Czarna dziura o masie Jowisza miałaby zaledwie 5,6 metra średnicy – to obiekt niezwykle trudny do wykrycia. Obecne teleskopy i instrumenty obserwacyjne nie są jeszcze wystarczająco czułe, by bezpośrednio zaobserwować takie zjawisko.
Jednak rozwój technologii astronomicznych w ostatnich latach daje nadzieję. W miarę jak naukowcy zbierają coraz więcej danych o egzoplanetach i rozwijają nowe metody obserwacji, szansa na wykrycie czarnych dziur o masie planet rośnie.
Dlaczego to odkrycie byłoby przełomowe?
Gdyby astronomowie odnaleźli populację czarnych dziur o masie planetarnej, byłby to mocny dowód na istnienie superciężkiej, nieanihilującej ciemnej materii. Oznaczałoby to nie tylko postęp w badaniach nad naturą Wszechświata, ale także nową drogę do zrozumienia procesów, które kształtują kosmos.
Egzoplanety mogą więc stać się naturalnym laboratorium, w którym ciemna materia zdradza swoje tajemnice. To właśnie dzięki nim być może uda się rozwiązać jedną z największych zagadek współczesnej nauki.
Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie Physical Review D.