Jupiter-missioner kan også hjælpe med at søge efter mørkt stof

I en nylig undersøgelse offentliggjort i Journal of High Energy Physics , demonstrerede to forskere fra Brown University, hvordan data fra tidligere missioner til Jupiter kan hjælpe videnskabsmænd med at undersøge mørkt stof, et af de mest mystiske fænomener i universet. Grunden til, at tidligere Jupiter-missioner blev valgt, skyldes den omfattende mængde data, der er indsamlet om den største planet i solsystemet, især fra Galileo- og Juno-kredsløbene. Den undvigende natur og sammensætning af mørkt stof fortsætter med at undvige videnskabsmænd, både billedligt og bogstaveligt, fordi det ikke udsender noget lys. Så hvorfor fortsætter videnskabsmænd med at studere dette mystiske – og fuldstændig usynlige – fænomen?

"Fordi det er der, og vi ved ikke, hvad det er," siger Dr. Lingfeng Li, en postdoktoral forskningsassistent ved Brown University og hovedforfatter på papiret. "Der er stærke beviser, der kommer fra meget forskellige datasæt, der peger på mørkt stof:kosmisk mikrobølgebaggrund, stjernebevægelser inde i galakser, gravitationelle linseeffekter og så videre. Kort sagt, det opfører sig som noget koldt, ikke-interaktivt (derfor mørkt) støv i store længdeskalaer, mens dets natur og mulige interaktioner inden for en mindre længdeskala stadig er ukendte. Det må være noget helt nyt:noget adskilt fra vores baryoniske stof."

I undersøgelsen diskuterede forskerne, hvordan fangede elektroner i Jupiters massive magnetfelt og strålingsbælte kan bruges til at undersøge mørkt stof og mørk mediator, der eksisterer mellem det, der er kendt som den mørke sektor og vores synlige verden. De udledte tre scenarier for fangede elektroner i Jupiters strålingsbælter:fuldt fanget, quasi-fangede og ufangede elektroner. Deres resultater viste, at registrerede målinger fra Galileo- og Juno-missionerne indikerer, at producerede elektroner enten kan være fuldstændigt eller næsten fanget i Jupiters inderste strålingsbælter, hvilket i sidste ende bidrager til energiske elektronfluxer.

Et mål med denne undersøgelse var at give en indledende indsats for at bruge data fra tidligere, aktive og fremtidige missioner til Jupiter for at undersøge ny fysik, der går ud over den traditionelle model for partikelfysik. Mens data til denne undersøgelse blev indsamlet fra de årelange missioner af Galileo og Juno orbiterne ved Jupiter, mener Li ikke, at denne type undersøgelse kan udføres ved hjælp af data fra andre langsigtede missioner til andre planeter, såsom Saturn og dens historiske Cassini-mission.

"For det første er Jupiter meget tungere end Saturn," forklarer Li. "Dens flugthastighed er næsten dobbelt så stor som Saturns, hvilket betyder, at fangsthastigheden af ​​mørkt stof er stærkt forbedret ved Jupiter. Derudover har Jupiter ikke en væsentlig hovedring, og elektroner kan blive fanget i lang tid, før de absorberes. af ringmaterialerne. Andre himmellegemer i solsystemerne er simpelthen for små (f.eks. Jorden). Solen er et meget interessant mål, men dens magnetfelt er meget ikke-trivielt. Vi ved endnu ikke, hvordan vi skal fortolke soldataene , men det er værd at overveje yderligere."

Mens Li sagde, at de ikke har besluttet, hvad de skal gøre næste gang med hensyn til fremtidige undersøgelser, afslutter papiret med anbefalinger til fremtidige Jupiter-missioner for at udvide omfanget af partikelfysik og samtidig give mere nøjagtige målinger af de energiske elektronfluxer, der er diskuteret i dette papir. + Udforsk yderligere

Udforskning af oxygenioner i Jupiters inderste strålingsbælter