Ilmuwan Telah Menemukan Detektor Materi Gelap yang Unik dan Kuat

Menggunakan exoplanet sebagai detektor materi gelap: Suhu planet mengungkapkan detail baru, kata para ilmuwan.

Dalam pencarian materi gelap yang berkelanjutan di alam semesta kita, para ilmuwan percaya bahwa mereka telah menemukan detektor yang unik dan kuat: planet ekstrasurya

Gambar: images.wixmp.com

Dalam sebuah makalah baru, dua astrofisikawan menyarankan materi gelap dapat dideteksi dengan mengukur efeknya pada suhu planet ekstrasurya, yang merupakan planet di luar tata surya kita.

Ini dapat memberikan wawasan baru tentang materi gelap, zat misterius yang tidak dapat diamati secara langsung, tetapi membentuk sekitar 80% massa alam semesta.

"Kami percaya seharusnya ada sekitar 300 miliar exoplanet yang menunggu untuk ditemukan," kata Juri Smirnov, seorang rekan di Pusat Kosmologi dan Fisika Astropartikel Universitas Negeri Ohio.

“Bahkan menemukan dan mempelajari sejumlah kecil dari mereka dapat memberi kita banyak informasi tentang materi gelap yang tidak kita ketahui sekarang.”

Smirnov ikut menulis makalah ini dengan Rebecca Leane, peneliti pascadoktoral di SLAC National Accelerator Laboratory di Stanford University. Itu diterbitkan pada 22 April 2021, di jurnal Physical Review Letters .

Smirnov mengatakan bahwa ketika gravitasi planet ekstrasurya menangkap materi gelap, materi gelap bergerak ke inti planet di mana ia "memusnahkan" dan melepaskan energinya sebagai panas. Semakin banyak materi gelap yang ditangkap, semakin seharusnya ia memanaskan planet ekstrasurya.

Pemanasan ini dapat diukur dengan Teleskop Luar Angkasa James Webb NASA, sebuah teleskop inframerah yang dijadwalkan diluncurkan pada Oktober yang akan dapat mengukur suhu planet ekstrasurya yang jauh.

“Jika exoplanet memiliki pemanasan anomali yang terkait dengan materi gelap, kita harus dapat mengambilnya,” kata Smirnov.

Eksoplanet mungkin sangat berguna dalam mendeteksi materi gelap terang, kata Smirnov, yang merupakan materi gelap dengan massa lebih rendah. Para peneliti belum menyelidiki materi gelap terang dengan deteksi langsung atau eksperimen lainnya.

Para ilmuwan percaya bahwa kepadatan materi gelap meningkat menuju pusat galaksi Bima Sakti kita. Jika itu benar, para peneliti harus menemukan bahwa semakin dekat planet dengan pusat galaksi, semakin tinggi suhunya.

“Jika kita akan menemukan sesuatu seperti itu, itu akan luar biasa. Jelas, kami akan menemukan materi gelap,” kata Smirnov.

Smirnov dan Leane mengusulkan satu jenis pencarian yang akan melibatkan melihat dekat ke Bumi pada raksasa gas - yang disebut "Super Jupiters" - dan katai coklat untuk bukti pemanasan yang disebabkan oleh materi gelap. Salah satu keuntungan menggunakan planet seperti ini sebagai detektor materi gelap adalah bahwa mereka tidak memiliki fusi nuklir, seperti bintang, jadi ada lebih sedikit "panas latar belakang" yang akan menyulitkan untuk menemukan sinyal materi gelap.

Selain pencarian lokal ini, para peneliti menyarankan pencarian exoplanet jahat yang jauh yang tidak lagi mengorbit bintang. Kurangnya radiasi dari bintang akan mengurangi interferensi yang dapat mengaburkan sinyal dari materi gelap.

Salah satu bagian terbaik dari penggunaan exoplanet sebagai detektor materi gelap adalah tidak memerlukan jenis instrumentasi baru seperti teleskop, atau pencarian yang belum dilakukan, kata Smirnov.

Sampai sekarang, para peneliti telah mengidentifikasi lebih dari 4.300 exoplanet yang dikonfirmasi dan 5.695 kandidat tambahan saat ini sedang diselidiki. Gaia, sebuah observatorium luar angkasa dari Badan Antariksa Eropa, diharapkan dapat mengidentifikasi puluhan ribu kandidat potensial lainnya dalam beberapa tahun ke depan.

“Dengan begitu banyak eksoplanet yang dipelajari, kita akan memiliki kesempatan luar biasa untuk belajar lebih banyak dari sebelumnya tentang materi gelap,” kata Smirnov.