Ganymedes – egy természetes sötétanyag-detektor?

A Ganymedes, a Jupiter legnagyobb holdja, és egyben a Naprendszer legnagyobb holdja is, óriási sötétanyag-detektorként működhet. A fizikusok úgy vélik, hogy a nagy sötétanyag-részecskék, ha léteznek, szokatlan becsapódási krátereket hozhatnak létre a Ganymedes jeges felszínén.

A Ganymede látképe a NASA Juno űrszondájáról. (Forrás: NASA)

A tudósok jellemzően ultrakönnyű részecskékként keresik a sötét anyagot, amelyek nagyon gyengén kölcsönhatnak kölcsönhatásba a közönséges anyaggal. Egy másik hipotézis azonban azt sugallja, hogy a sötét anyag nagyon nagy részecskék formájában is létezhet – méretük a kosárlabdától az aszteroidáig terjedhet –, amelyek azonban rendkívül ritkák és nehezen észlelhetők.

A nagy sötét anyagrészecskék ritkasága miatt detektálásukhoz hatalmas méretű detektorra van szükség – például egy holdra vagy bolygóra. A Ganymedes, ősi és viszonylag változatlan jeges felszínével, ideális jelölt e ritka ütközések nyomainak megőrzésére.

A jövőbeli űrkutatási küldetések segíthetnek a sötét anyag által okozott egyedi becsapódási kráterek felfedezésében. Ha megtalálják, az kulcsfontosságú bizonyíték lenne egy új típusú sötét anyag létezésére, és teljesen új kutatási utakat nyitna meg az asztrofizikában.

A Ganymedes-hegység jellegzetes becsapódási krátere. (Forrás: NASA)

A sötét anyag az anyag olyan formája, amely nem bocsát ki fényt vagy bármilyen más típusú sugárzást, amelyet távcsövekkel lehetne kimutatni. Bár közvetlenül nem látható, a tudósok úgy vélik, hogy a galaxisokra és az univerzum objektumaira gyakorolt gravitációs hatása miatt létezik.

A galaxisok gyorsabban forognak, mint ahogy azt a látható tömegük megmagyarázná. Ez arra utal, hogy nagy mennyiségű „rejtett” anyag tartja össze őket a gravitáció segítségével. A sötét anyag a világegyetem teljes tömegének körülbelül 85%-át teszi ki, de ennek csak egy kis részét értjük.

A sötét anyag rendkívül fontos az univerzumban – nem azért, mert jól értjük, hanem azért, mert ez irányítja az univerzum működését.

Ha kizárólag a látott csillagok és bolygók tömegére hagyatkoznánk, a galaxisok forgás közben szétesnének. A valóságban azonban stabilak maradnak – ami arra utal, hogy a sötét anyagból származó további gravitációs erő tartja össze őket.

Közvetlenül az ősrobbanás után a sötét anyag segített galaxishalmazok, galaxisok és más nagy struktúrák kialakulásában. Sötét anyag nélkül az univerzum nem lenne jelenlegi formájában – valószínűleg csak egy vékony gázfelhő lenne.

A Ganymedes sötét felszíne – a becsapódások történetének tárháza. (Forrás: NASA)

Mivel a sötét anyag nem lép kölcsönhatásba a fénnyel, mégis erős gravitációs hatást fejt ki, segíthet a meglévő fizikai elméletek, például a relativitáselmélet vagy a részecskefizika standard modelljének tesztelésében és kiterjesztésében. A sötét anyag felfedezése új alapvető részecskék, vagy akár más dimenziók felfedezéséhez vezethet. Ez egy kapu a világegyetem természetéről alkotott ismereteink bővítéséhez.

Az olyan küldetések, mint a NASA Ganymede űrszondája, hatalmas sötét anyag nyomait keresik – olyan részecskéket, amelyek létrehozhatják a jellegzetes becsapódási krátereket a hold jeges felszínén. Ha felfedezik, az jelentős áttörést jelentene a csillagászatban.

Hozzászólás (0)