Nieoczekiwany sojusznik w badaniach nad ciemną materią – Czerwona Planeta

Teorii tłumaczących, z jakich cząstek składa się ciemna materia, było już wiele. W ostatnich latach coraz częściej mówi się jednak o tym, że ciemna materia w dużej części może składać się z mikroskopijnych tzw. pierwotnych czarnych dziur. Mowa tutaj o czarnych dziurach rozmiaru atomu i o masie największych planetoid, które od 14 miliardów lat spokojnie przemierzają przestrzeń kosmiczną, od czasu do czasu przelatując także przez Układ Słoneczny.

Czytaj także: Nawet nie zaczęliśmy jeszcze poznawać czarnych dziur. Mogą być znacznie bardziej fascynujące, niż się wydaje

Naukowcy szacują, że jeżeli faktycznie większość ciemnej materii tworzą pierwotne czarne dziury, to statystyczne w naszym położeniu w dysku Drogi Mlecznej, taki obiekt mógłby przemykać przez wewnętrzną część Układu Słonecznego raz na dekadę. Powstaje zatem pytanie, czy taki przelot mikroskopijnej czarnej dziury bylibyśmy w stanie w jakiś sposób wykryć.

Naukowcy postanowili przeanalizować taki hipotetyczny scenariusz od strony matematycznej. Przelot w pobliżu Ziemi nie byłby w stanie wytworzyć efektu, który bylibyśmy w stanie zidentyfikować. Badania jednak wskazują, że w przypadku znacznie lżejszego od Ziemi Marsa sytuacja jest jednak inna.

Od pół wieku przestrzeń między Marsem i Ziemią jest bardzo precyzyjnie badana za pomocą teleskopów i sond kosmicznych. Odległość Marsa od Ziemi mierzymy z dokładnością do 10 centymetrów. Tymczasem obliczenia wskazują, że gdyby w odległości kilkuset milionów kilometrów od Marsa z prędkością 250 km/s przeleciała pierwotna czarna dziura, to wprowadziłaby ona zaburzenie w trajektorii lotu Marsa na tyle duże, że byłoby one dostrzegalne w pomiarach już kilka lat po takim przelocie, kiedy położenie Marsa zmieniłoby się o metr w stosunku do przewidywań. Byłaby to oczywiście niewielka zmiana, jednak wystarczająco duża, aby można było ją wykryć za pomocą instrumentów dzisiaj monitorujących Czerwoną Planetę.

Z jednej strony fakt, iż bylibyśmy w stanie wykryć przelot mikroskopijnej czarnej dziury przez Układ Słoneczny, jest ekscytujący. Z drugiej jednak strony, gdyby udało nam się coś takiego wykryć w ciągu najbliższych kilku dekad, naukowcy stanęliby przed niezwykle trudnym zadaniem potwierdzenia, że za zmianę trajektorii lotu Marsa odpowiada faktycznie pierwotna czarna dziura o masie dużej planetoidy, a nie po prostu planetoida.

Czytaj także: Czy ciemna materia składa się z pierwotnych czarnych dziur? Już niebawem będzie można to zbadać

Już teraz naukowcy pracują nad stworzeniem dużo dokładniejszej symulacji, która obejmowałaby znacznie więcej elementów Układu Słonecznego, od planet, przez księżyce, po miliony planetoid, których trajektorie lotu aktualnie monitorujemy. Taka symulacja pozwoli ponownie przetestować wpływ przelotu pierwotnej czarnej dziury na trajektorię lotu Marsa w tak bogatym układzie planetarnym i ustalić, czy bylibyśmy w stanie wciąż go wyłuskać z danych pomiarowych. Jeżeli tak, naukowcy będą mieli przed sobą zadanie przeanalizowania danych pomiarowych z kilkudziesięciu ostatnich lat. Kto wie, być może w tych danych skrywa się dowód na bliskie spotkanie z pierwotną czarną dziurą? Taką opcję trzeba sprawdzić jak najszybciej.