Sötét anyag fűtheti a bolygókat
Ha új exobolygót találnak a csillagászok, igyekeznek megállapítani a csillagtól való távolságát, tömegét és a csillag által a bolygó felszínére sugárzott energiát. Ez utóbbi azért fontos, mert így meg lehet becsülni, vajon felszínén megtalálhatnánk-e a folyékony halmazállapotú vizet. Egy régi, ma már konzervatívnak tekintett besorolás ennek alapján határozza meg a csillagok körüli ún. lakhatósági zónát, az élethez ugyanis jelenlegi tudásunk szerint elengedhetetlen a folyékony víz. A Naprendszer lakhatósági zónájában csak a Föld helyezkedik el, és a Vénusz és a Mars éppen súrolja azt (a Vénusz túl sok, a Mars túl kevés fényt kap a folyékony víz fenntartásához).
Ám az elmúlt néhány évtizedben azzal, hogy az egyes szilárd égitestek hőháztartási folyamatait jobban megismertük, kiderült, hogy messze nem a csillag fénye az egyetlen meghatározó tényező. A Jupiter körül keringő Europa vagy a Szaturnusz körül keringő Titan hold esetében azok felszíne alatt jelentős mennyiségű folyékony víz található; jóval több, mint a Földön. A holdakon a folyékony vízhez szükséges belső hőt a Föld–Hold-rendszerben is megfigyelhető árapály hatás szolgáltatja. Már ennek felismerésekor rájöttek a kutatók arra, hogy az élet egyáltalán nem csak a lakhatósági zónában jelenhet meg –legalábbis ha csak a folyékony víz előfordulásából indulunk ki.
Elméletileg olyan bolygón is lehetséges a víz, amely magányosan száguld az űrben, s nem kering más csillag körül. Egy összetételében a Földhöz hasonló, ám annak tömegénél legalább három és félszer nagyobb bolygónak a radio aktív bomlásból származó belső fűtése elegendő energiát szolgáltathat ahhoz, hogy a felszín alatt több tíz vagy több száz kilométer mélyen a víz folyékony állapotban lehessen jelen.
Dan Hooper és Jason Steffen, a Fermilab (Illinois, USA) munkatársai azt vizsgálták, hogy a sötét anyag jelenléte megnövelheti-e egy bolygó felszíni hőmérsékletét. A sötét anyagot annak a galaxisok mozgására gyakorolt gravitációs hatása révén mutatta ki Fritz Zwicky svájci csillagász 1932-ben. Az azóta eltelt évtizedek mérései alapján ma feltételezzük, hogy a világegyetem össztömegének mintegy 83 százalékát a sötét anyag adja. Amely ugyanakkor a műszerek számára máig láthatatlan, közvetlenül mindeddig nem sikerült kimutatni.
Egy,mamár igen valószínűnek tartott elgondolás szerint a sötét anyag egyik alkotója az ún. WIMP nevű hipotetikus részecske lehet. A WIMP-ek az ún. gyenge kölcsönhatás és a gravitáció révén hatnak kölcsön egymással. Mivel az elektromágneses kölcsönhatásban nem vesznek részt, ezért nem látjuk őket, s mivel az ún. erős magerő sem hat rájuk, ezért az atommagokkal csak nagyon gyengén, alig hatnak kölcsön. Tömegük azonban elegendően nagy lehet ahhoz, hogy a sötét anyag fő összetevőjévé váljanak. Mindez az elképzelés ugyanakkor egészen addig csak elmélet marad, amíg a WIMP-eket valamilyen méréssel ki nem mutatják, létezésük bizonyságot nem nyer.
A két amerikai kutató abból indult ki, hogy az egyes részecskéknek, így aWIMP-eknek is van antirészecskepárja. Ha egy WIMP saját antirészecskéjével találkozik, a két részecske energiává alakul.
A világegyetemben a sötét anyag elhelyezkedése nem homogén: bizonyos helyeken több, bizonyos helyeken kevesebb található – ezt gravitációs hatása alapján mutatták ki. Ha egy csillag és bolygórendszere a sötét anyagban gazdagabb területen található, akkor bolygójára vagy bolygóira több, a WIMP-részecskék találkozásából felszabaduló energia juthat, megemelve ezzel az égitest felszíni és felszín alatti hőmérsékletét. Ennek következtében a bolygón a lakhatósági zónától messze távolabb is lehetővé válik a folyékony víz megjelenése. Sőt, a sötét anyag fűtése bizonyos esetekben akár önmagában biztosíthatja a folyékony víz fenntartásához szükséges hőmérsékletet.
Hooper és Steffen szerint a Naprendszerben a sötét anyag fűtő hatása elhanyagolható. Ugyanakkor a tejútrendszer belsejében a sötét anyag sűrűsége több száz vagy akár több ezerszerese lehet a Nap térségében találhatónál. Ha tehát a tejútrendszer magjának közelében lévő bolygó felszíni hőmérsékletét becsüljük meg, mindenképp figyelembe kell venni a sötét anyag szerepét.
A kutatók elismerik, a közeljövőben még csak annak lehetősége sem merülhet fel, hogy sötét anyaggal fűtött bolygóra bukkanjunk. Először ugyanis magát a sötét anyagot kellene direkt módon kimutatni, bebizonyítani hogy a WIMP névre keresztelt elméleti részecskék valóban léteznek-e. Ám hozzáteszik, a jelenség elméletben működhet.
Nem, ez nem a sötét anyag, viszont friss kép: a NASA Down űrszondája megérkezett a Vesta nevű kisbolygóhoz és pályára állt az égitest körül. Ez az első kép, amelyet július 17-én, 15 ezer kilométeres távolságból készített. A fotó minden pixele hozzávetőlegesen 1,4 kilométeres távolságnak felel meg. A Vesta a Mars és a Jupiter közti kisbolygóöv egyik termetes tagja.