V České republice to už téměř není vidět ani v noci, ale naše atmosféra září. Světelné záření atmosféry (airglow), vyvolávají různé procesy probíhající ve vrchních vrstvách atmosféry jako třeba rekombinace iontů kyslíku a dusíku ionizovaných ultrafialovým zářením nebo luminiscence pod vlivem kosmickým zářením. Netýká se to přitom jenom Země, podobné záření pozorujeme i na dalších planetách.
Carlos Blanco z Princeton University a jeho kolegové přišli v roce 2024 s hypotézou, podle které by mohl v atmosféře plynných obrů vznikat ještě jiný druh záření, a to při vzájemné anihilaci hypotetických částic temné hmoty.
Jak Sluneční soustava obíhá kolem středu Galaxie, mohly by podle Blanca a spol. plynní obři zachytávat značné množství částic temné hmoty. Když se tyto částice navzájem anihilují, uvolněná energie ionizuje okolní molekuly vodíku. Vzniklé ionty následně rychle reagují za vzniku protonovaného vodíku (H₃⁺), který při přechodu do nižších energetických stavů vyzařuje infračervené záření, jeho pozorování je ale komplikované.
Ve své nejnovější studii Blanco s kolegy zkoumali další možný důsledek anihilace temné hmoty. Namísto infračerveného záření z protonovaného vodíku se zaměřili na to, zda energetické elektrony vznikající při ionizaci nemohou přímo excitovat molekulární vodík a přimět jej k vyzařování ultrafialového světla. Takové záření by bylo možné hledat u všech plynných planet.
Vědci se soustředili na pozorování jejich nočních polokoulí. Při předpovězených velice slabých intenzitách záření jsou zatím použitelná pouze měření pořízená během průletů kosmických sond. Vhodná data zatím poskytl poskytly sondy Voyager 1, Voyager 2 a New Horizons během průletů kolem Jupiteru, Saturnu, Uranu a Neptunu.
Nenašli nic, ale je to prý teprve začátek. Výzkum potvrdil, že můžeme využít všechny čtyři plynné obr Sluneční soustavy jako hodně veliké detektory temné hmoty, s nimiž lze ověřovat typy temné hmoty, které jsou pro podzemní experimenty na Zemi prakticky nedostupné. Týká se to například velmi lehkých částic nebo silně interagující temné hmoty, která by byla zachycena ještě předtím, než by vůbec dorazila k pozemským detektorům.
##seznam_reklama##
S tímto výzkumem by mohly hodně pomoct další meziplanetární mise, jako třeba evropská sonda JUICE, která by měla v roce 2031 vstoupit na oběžnou dráhu Jupiteru. Další možnosti k pozorování pro výkonné ultrafialové teleskopy nabízejí masivní exoplanety, zvlášť pokud jde o superjupitery, plynné obry výrazně hmotnější než Jupiter.
Video: I stabilized an 8-hour timelapse to show the Earth rotating (with airglow and meteor)
Literatura