斯科特·阿兰·约翰斯通，《今日宇宙》 学分:美国宇航局/JPL-加州理工学院/SwRI/MSSS/凯文·M
吉尔 所以你想找到暗物质，但你不知道去哪里找
一颗巨大的行星可能正是你需要的那种粒子探测器！幸运的是，我们的太阳系刚好有几颗行星，最大和最近的是木星
研究人员丽贝卡·莱安(斯坦福大学)和蒂姆·林登(斯德哥尔摩大学)本周发表了一篇论文，描述了这个气体巨人可能掌握着发现难以捉摸的暗物质的关键
暗物质的本质是目前物理学中最大的谜团之一
它通过引力相互作用——我们可以看到它将原本会分开的星系聚集在一起——但它似乎没有以其他方式与正常物质相互作用
最流行的理论认为暗物质是某种粒子，要么太小，要么相互作用太弱，不容易被观察到
已经建立了粒子加速器和对撞机实验来一起粉碎亚原子粒子；研究人员希望看到意外数量的能量从碰撞中消失，这表明一些未知粒子，可能是暗物质，正在逃离探测器
到目前为止，没有运气
但是暗物质也应该存在于自然界中，并且可能被拥有巨大引力井的物体，如地球、太阳和木星，在引力作用下捕获
随着时间的推移，暗物质可能会在行星或恒星内部积聚，直到密度足够大，以至于一个暗物质粒子可能会撞击另一个，从而毁灭两者
即使我们看不到暗物质本身，我们也应该能够看到这种碰撞的结果
它会产生伽马射线形式的高能辐射
费米伽马射线太空望远镜
信用:NASA 进入美国宇航局的费米伽马射线太空望远镜，于2008年由德尔塔二号火箭发射
十多年来，它一直在检查天空中伽马射线的来源
研究人员莱安和林登用望远镜观察木星，并对这颗巨大行星的伽马射线活动进行了首次分析
他们希望看到木星内部暗物质湮灭产生过量伽马射线的证据
正如莱安解释的那样，木星的大小和温度使它成为理想的暗物质探测器
“因为与其他太阳系行星相比，木星有更大的表面积，它可以捕捉更多的暗物质……你可能会想，为什么不直接利用更大的(而且非常近的)太阳呢
第二个优点是，因为木星的核心比太阳冷，所以它给暗物质粒子带来的热量较少
这在一定程度上可以阻止较亮的暗物质从木星蒸发出去，而木星本来会从太阳蒸发出去
" 莱安和林登对木星的初步研究还没有发现暗物质
然而，在低能级有一个诱人的伽马射线过剩，这将需要更好的工具来正确研究
“我们真的在扩展费米的极限来分析这种低能伽马射线，”莱安说
“展望未来，看看即将到来的兆电子伏伽马射线望远镜，如AMEGO和E-ASTROGUM，是否能发现任何木星伽马射线，尤其是在我们分析的低端，费米的表现受到影响
也许木星还有一些秘密要分享
" AMEGO和e-ASTROGRAM望远镜仍处于概念阶段，但它们可能只是寻找暗物质所需的工具，木星可能只是寻找暗物质的目标物体
左上角显示了木星周围45度区域的伽马射线计数
右上角显示了木星不在时天空的同一部分(背景)
左下角显示减去背景后剩余的伽马射线计数
右下角显示了费米望远镜中木星的大小和位置
如果伽马射线过量，左下角的地图应该在木星的位置亮了
在这些能级上，它没有，尽管它在较低的能级上有，促使人们需要用新的望远镜进一步观察
功劳:丽贝卡·莱安和蒂姆·林登 莱安和另一位同事朱里·斯米尔诺夫(俄亥俄州)认为，类似的技术也可以用于在类似木星的系外行星或凉爽的棕矮星中寻找暗物质
靠近银河系中心的系外行星和棕矮星，那里的暗物质密度更高，在红外波段应该比更远的行星和恒星更热，因为它们的核心更频繁地发生暗物质湮灭
詹姆斯·韦伯太空望远镜也许能够提供足够多行星的红外探测来证实这一理论
无论我们是在系外行星上，还是在我们自己家附近的气态巨行星上发现暗物质的证据，这样的发现都标志着我们的宇宙模型向前迈出了一大步
这两者都不能保证，但它确实值得一看，搜索的基础工作正在进行中
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