Ганимед – естественный детектор темной материи?

Ганимед, крупнейший спутник Юпитера и крупнейший спутник Солнечной системы, может выполнять функцию гигантского детектора темной материи. Физики полагают, что крупные частицы темной материи, если они существуют, могут создавать необычные ударные кратеры на ледяной поверхности Ганимеда.

Вид на Ганимед с борта космического аппарата НАСА «Юнона». (Источник: НАСА)

Как правило, учёные ищут тёмную материю в виде сверхлёгких частиц, которые очень слабо взаимодействуют с обычной материей. Однако другая гипотеза предполагает, что тёмная материя может существовать в виде очень крупных частиц — размером от баскетбольного мяча до астероида — но которые крайне редки и их трудно обнаружить.

Из-за редкости крупных частиц темной материи для их обнаружения требуется детектор огромных размеров — например, луна или планета. Ганимед, с его древней и относительно неизмененной ледяной поверхностью, является идеальным кандидатом для сохранения следов этих редких столкновений.

Будущие космические исследовательские миссии могут помочь обнаружить уникальные ударные кратеры, образованные темной материей. В случае обнаружения это станет важнейшим доказательством существования нового типа темной материи и откроет совершенно новые направления исследований в астрофизике.

Характерный ударный кратер на Ганимеде. (Источник: NASA)

Темная материя — это форма материи, которая не излучает свет или какой-либо другой тип излучения, который можно обнаружить с помощью телескопов. Хотя ее нельзя увидеть напрямую, ученые считают, что она существует благодаря своему гравитационному влиянию на галактики и объекты во Вселенной.

Галактики вращаются быстрее, чем это можно объяснить их видимой массой. Это говорит о том, что их удерживает вместе большое количество «скрытой» материи за счет гравитации. Темная материя составляет около 85% от общей массы Вселенной, но мы понимаем лишь малую ее часть.

Темная материя играет чрезвычайно важную роль во Вселенной — не потому, что мы хорошо ее понимаем, а потому, что она определяет, как устроена Вселенная.

Если бы мы полагались исключительно на массу наблюдаемых звезд и планет, галактики распадались бы по мере вращения. Но в действительности они остаются стабильными, что говорит о наличии дополнительной гравитационной силы со стороны темной материи, удерживающей их вместе.

Сразу после Большого взрыва темная материя способствовала формированию скоплений галактик, самих галактик и других крупных структур. Без темной материи Вселенная не существовала бы в своем нынешнем виде — она, вероятно, представляла бы собой лишь облако разреженного газа.

Темная поверхность Ганимеда – хранилище истории столкновений с препятствиями. (Источник: NASA)

Поскольку темная материя не взаимодействует со светом, но оказывает сильное гравитационное воздействие, она может помочь нам проверить и расширить существующие физические теории, такие как теория относительности или Стандартная модель физики элементарных частиц. Открытие темной материи может привести к открытию новых фундаментальных частиц или даже других измерений. Это открывает путь к расширению нашего понимания природы Вселенной.

Такие миссии, как зонд НАСА «Ганимед», ищут следы массивной темной материи — частиц, которые могли бы создать характерные ударные кратеры на ледяной поверхности этого спутника. В случае обнаружения это станет крупным прорывом в астрономии.

Минь Хоан

Источник: https://vtcnews.vn/ganymede-thiet-bi-do-vat-chat-toi-tu-nhien-ar960424.html