Темная материя может влиять на вращение планет

Темная материя остается одной из самых загадочных составляющих Вселенной. Несмотря на то что ее невозможно наблюдать напрямую, ее присутствие подтверждается гравитационными эффектами, такими как вращение галактик, гравитационное линзирование и флуктуации космического микроволнового фона. Однако природа темной материи остается неизвестной, что побуждает ученых искать новые методы ее обнаружения.

В исследовании «Темная материя (S)pins the Planet», опубликованном на сервере препринтов arXiv, группа китайских ученых под руководством Хайхао Ши из Синьцзянской астрономической обсерватории предложила новый подход к изучению темной материи через ее влияние на планеты. Основная гипотеза заключается в том, что темная материя может накапливаться внутри планет, изменяя их температуру и вращение.

Захват темной материи планетарными телами

Предыдущие исследования предполагали, что гравитационное притяжение планет может захватывать частицы темной материи. Хотя плотность темной материи внутри планет, вероятно, крайне мала, ее кумулятивный эффект за миллиарды лет может быть значительным. Взаимодействие темной материи с обычным веществом происходит не через столкновения, а через квантовые эффекты, такие как туннелирование, что приводит к передаче энергии планетарной материи.

Нагрев и ускорение вращения планет

Согласно модели, предложенной авторами, темная материя может влиять на планеты двумя основными способами:

1. Повышение температуры – при рассеянии или аннигиляции частиц темной материи выделяется кинетическая энергия, которая преобразуется в тепло.
2. Изменение скорости вращения – передача энергии может также ускорять вращение планеты вокруг своей оси.

Исследователи применили свою модель к 15 известным экзопланетам, включая 55 Cancri d (Lipperhey) и Epsilon Eridani b, а также к Юпитеру и Земле.

Прогнозируемые эффекты для Земли

Согласно исследованию, Земля не застрахована от захвата темной материи. По расчетам, нагрев, вызванный темной материей, может повысить температуру земной атмосферы на 0,015 К за 100 лет и 0,15 К за 1000 лет. Хотя это незначительное изменение по сравнению с солнечным нагревом, оно может играть роль в долгосрочной климатической эволюции.

Еще более заметным может быть влияние на вращение Земли. Авторы предсказывают, что период вращения нашей планеты сократится примерно на 12 секунд за 100 лет и на 120 секунд за 1000 лет. Эти изменения могут быть обнаружены с помощью высокоточных наземных измерений, хотя их необходимо отделять от других факторов, таких как приливные силы и геологическая активность.

Последствия для обитаемости экзопланет

Одним из ключевых выводов исследования является потенциальное влияние темной материи на пригодность планет для жизни. Поскольку нагрев и изменение вращения могут влиять на климат, стабильность жидкой воды и атмосферные условия, учет этих факторов может стать важным критерием при поиске обитаемых миров.

Работа предлагает новый взгляд на взаимодействие темной материи с планетарными телами, открывая возможности для ее косвенного обнаружения. Хотя предсказанные эффекты пока трудно измерить, дальнейшие исследования в этой области могут помочь не только в понимании природы темной материи, но и в оценке потенциальной обитаемости далеких экзопланет.