Что, если некоторые экзопланеты — гиганты вроде Юпитера — постепенно исчезают, поглощаемые чёрными дырами, рождёнными в их ядрах? Это не сценарий фантастического блокбастера, а смелая научная гипотеза, предложенная в новом исследовании.

Тёмная материя: невидимый архитектор Вселенной

Несмотря на то что тёмная материя составляет 85% вещества космоса, её природа остаётся одной из величайших загадок современной астрофизики. Она не испускает и не поглощает свет, а потому недоступна прямым методам наблюдения. Учёные десятилетиями предлагали различные гипотезы о её составе — от лёгких аксионов до сверхтяжёлых частиц.

Согласно работе, тяжёлые частицы тёмной материи могут захватываться гравитацией массивных экзопланет. Постепенно они опускаются к ядру, накапливаются и — при определённых условиях — коллапсируют, образуя микроскопическую чёрную дыру. Такая дыра начинает поглощать вещество планеты изнутри, фактически "поедая" её.

"Если частицы тёмной материи достаточно тяжёлые и не аннигилируют, они в конечном итоге могут коллапсировать в крошечную чёрную дыру", — заявил Мехрдад Форутан Мехр из Калифорнийского университета в Риверсайде.

Условия реализации сценария

Однако такой процесс возможен не всегда. Например, если частицы тёмной материи аннигилируют при столкновении (как это происходит у материи и антиматерии), они не смогут накопиться в достаточном количестве. Кроме того, частицы должны быть исключительно массивными — это исключает из кандидатов, например, аксионы.

Экзопланеты, особенно газовые гиганты, оказываются идеальными "ловушками" для тёмной материи благодаря своей массе и структуре. Команда исследователей полагает, что в плотных областях космоса, таких как центр Млечного Пути, этот процесс может происходить особенно активно.

"На газообразных экзопланетах различных размеров, температур и плотностей чёрные дыры могут формироваться в наблюдаемые сроки, потенциально даже порождая несколько чёрных дыр за время существования одной экзопланеты", — сказал Форутан-Мер.

Как подтвердить теорию?

Прямым доказательством могло бы стать обнаружение чёрных дыр планетарной массы — объектов, которые слишком малы, чтобы образоваться из звёзд. Современные телескопы пока не обладают достаточной чувствительностью, но будущие инструменты могут решить эту задачу.

"Обнаружение чёрной дыры с массой планеты стало бы крупным прорывом", — отметил Форутан-Мер.

Кроме того, тёмная материя внутри планет может вызывать их нагрев или emission высокоэнергетического излучения — потенциально обнаружимые явления.

Таким образом, экзопланеты превращаются в уникальные природные лаборатории для изучения тёмной материи. Их растущий каталог (уже более 5000 объектов) открывает новые возможности для проверки фундаментальных физических гипотез.