遠在天邊近在眼前，木星高層大氣有暗物質跡象

皇帝 | 2024-8-20 07:58:56

1樓

宇宙潛伏著一堆我們找不到的暗物質，科學家一直透過多種方式嘗試探測它們，但也許，暗物質其中一個藏身處就在太陽系內：木星入夜後高層大氣發出的紅外光，可能是大氣分子與暗物質相互作用產生的結果。

我們能探測到的一切──恆星、行星、黑洞、塵埃、氣體、衛星、人類等，全是僅占宇宙構成 4.9% 的常規物質（重子物質），其餘為看不見的暗物質與暗能量，目前僅能透過重力作用效應得知「那邊可能有暗物質」。

雖然科學家不知道宇宙暗物質分布狀況，但會透過各種方式嘗試搜索它們，比如出現在木星夜晚高層大氣的紅外光，可能就是大氣分子與暗物質相互作用促成的結果。

木星是太陽系內除太陽外最巨大的天體，核心相對較冷，是捕捉暗物質的最佳「工具」，當暗物質被木星引力捕捉進入高層大氣（電離層），暗物質會湮滅並產生電離輻射，產生額外熱量、光或兩者兼之。

而數據顯示木星夜晚高層大氣發現大量稱為「三氫陽離子（H3+）」的帶電氫離子，雖然其他宇宙過程能在木星大氣產生 H3+，但暗物質相互作用可能產生額外 H3+ 物質。

研究人員進一步指出，土星探測器卡西尼號在 20 多年前飛越木星時，攜帶的可見光和紅外映射分光計（VIMS）儀器可能恰好檢測到暗物質湮滅產生的紅外光特徵。

團隊仔細分析木星赤道地區的夜間測量數據，並在入夜後的木星兩極觀察 3 個小時，確認太陽輻射與木星兩極極光對電離層的影響很小，理論表明，引起電離輻射並產生過量 H3+ 離子的來源更可能是暗物質碰撞湮滅。

該團隊將繼續進行探測，希望找到 H3+ 由暗物質碰撞產生的確切證據。新論文發表在《物理評論快報》（Physical Review Letters）。