晚上抬頭看木星的時候，你有沒有想過——這顆太陽系里最大的氣體巨行星，會不會某一天突然“消失”，變成一個只有行星質(zhì)量的黑洞？

最近加州大學(xué)河濱分校的研究團隊，把這個“科幻問題”變成了科學(xué)計算。他們在《物理評論D》上發(fā)表的論文說：如果暗物質(zhì)是“超重型不湮滅”的類型，那么像木星這樣的巨行星，可能在幾十億年里被暗物質(zhì)“蛀空”核心，最終坍縮成和原行星質(zhì)量一樣的黑洞。

暗物質(zhì)怎么“鉆”進行星核心？

我們都知道暗物質(zhì)占宇宙物質(zhì)的85%，但從來沒直接觀測到它。這次研究盯著的是“超重型不湮滅暗物質(zhì)模型”——這種暗物質(zhì)粒子特別重，而且不會互相碰撞銷毀。

研究第一作者、物理系研究生MehrdadPhoroutan-Mehr解釋：這些重暗物質(zhì)粒子會被行星的引力捕獲，然后慢慢“沉”進行星內(nèi)部。就像沙子掉進水里，越重的顆粒越容易沉到水底——暗物質(zhì)粒子會在行星核心不斷積累，直到密度高到坍縮成一個微型黑洞。

系外行星成了暗物質(zhì)的“探測器”

更關(guān)鍵的是，這個過程的時間線“剛好能被觀測到”。研究團隊計算：不同大小、溫度、密度的氣體巨行星，都可能在“可觀測的時間尺度”里形成黑洞——甚至一顆系外行星一輩子能形成多個黑洞。

“以前天文學(xué)家只發(fā)現(xiàn)過比太陽重的黑洞，”Mehrdad說，“如果找到行星質(zhì)量的黑洞，絕對是突破性發(fā)現(xiàn)——這說明暗物質(zhì)真的在行星核心搞事，也推翻了‘行星級黑洞只能在宇宙早期形成’的傳統(tǒng)理論?！?/p>

未來望遠鏡能“抓”到這個過程嗎？

為什么現(xiàn)在才研究系外行星和暗物質(zhì)的關(guān)系？因為過去我們對系外行星知之甚少——直到最近幾年，天文學(xué)家已經(jīng)找到5000多顆系外行星，未來還有更多空間任務(wù)要拍更詳細的觀測數(shù)據(jù)。

“以前科學(xué)家用太陽、中子星、白矮星研究暗物質(zhì)，現(xiàn)在系外行星成了新工具，”Mehrdad補充，“如果某顆系外行星突然‘消失’變成黑洞，或者我們檢測到行星核心有異常的高溫、高能輻射，就能反過來驗證暗物質(zhì)的模型?！?/p>

太陽系里的木星會變嗎？

別急，研究里說的“可能”有個大前提：暗物質(zhì)必須是“超重型不湮滅”的類型。而且就算滿足條件，這個過程也要幾十億年——比太陽系的年齡還長。

但反過來想：如果未來天文學(xué)家真的在銀河系中心（暗物質(zhì)密集區(qū)）找到一批“行星級黑洞”，那就能直接證明這個暗物質(zhì)模型是對的。

現(xiàn)在的望遠鏡還不夠靈敏，測不到暗物質(zhì)在行星里搞的“小動作”。但Mehrdad說，未來的空間望遠鏡說不定能捕捉到行星核心的異常輻射——到那時候，我們就能親眼見證“巨行星變黑洞”的瞬間。

你覺得太陽系里哪顆行星最可能被暗物質(zhì)“盯上”？

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