MADA nismo pronašli mnogo planetarnih sustava koji podosta nalikuju na naš, svi koje smo do sada uočili imali su jednu zajedničku karakteristiku - sastojali su se od obične barionske materije; odnosno od normalne tvari. No što ako u svemiru postoje planeti sačinjeni od misteriozne tvari koju nazivamo tamna materija?

Na to pitanje trenutno nitko ne može odgovoriti sa sigurnošću, no teoretski fizičar Yang Bai sa Sveučilišta Wisconsin-Madison i njegovi kolege pokušali su istražiti kako bi se takav hipotetski planet manifestirao i bismo li ga mogli uočiti. Odgovor je pozitivan, odnosno mogli bismo ga prepoznati ako budu ispunjeni određeni uvjeti.  

Misterij tamne tvari  

U svemiru ima puno misterija, no jedna od najvećih je zasigurno tamna tvar. Mi zapravo ne znamo kako ona izgleda ni od čega se sastoji. Znamo da postoji posrednim putem, odnosno promatranjem učinka tamne tvari na druge, lakše uočljive objekte.  

Naime, gravitacija u svemiru je značajno veća od količine barionske materije. Nakon što uzmete u obzir svaku galaksiju, svaku zvijezdu i svaki oblak prašine koji tiho lebdi između svemirskih tijela, još uvijek imamo mnogo više gravitacije nego što bi trebalo. Ne znamo što je točno uzrok tome, stoga smo ga prozvali tamnom tvari. 

Znanstvenici istražuju nekoliko kandidata za tamnu tvar koje možemo podijeliti u dvije kategorije: pojedinačne čestice i kompoziti; uključujući makroskopske nakupine tamne tvari koje bi mogle biti veličine planeta.  

"Makroskopsko stanje tamne tvari sa svojom masom i/ili radijusom sličnim onima planeta ponašat će se kao tamni egzoplanet ako je ograničeno na zvjezdani sustav, čak i ako fizikalna struktura objekta nalikuje na nešto sasvim drugo", objasnili su Bai i njegovi kolege u istraživanju, a prenosi Science Alert.

Kako ih možemo prepoznati? 

Egzoplanete najčešće otkrivamo putem utjecaja koji oni imaju na svjetlost svoje matične zvijezde, a isti pristup možemo koristiti pri uočavanju svojstava planeta od tamne tvari. Naime, egzoplanet koji prolazi između nas i svoje zvijezde uzrokuju blago slabljenje njene svjetlosti.

Astronomi pomoću mjerenja razine zatamnjenja mogu izračunati radijus egzoplaneta. Egzoplaneti također pomalo "povlače" svoju zvijezdu dok se njih dvoje kreću oko zajedničkog težišta, što se može otkriti u promjenama valne duljine svjetla zvijezde. Pomoću radijalne brzine se može ustanoviti masa egzoplaneta. 

Pomoću ovih podataka možemo otkriti gustoću i sastav egzoplaneta. Mala gustoća, poput Jupiterove, ukazuje na plinovitog diva. Veća gustoća, poput one na Zemlji, podrazumijeva stjenoviti sastav. Obično plinoviti divovi imaju veće radijuse, a stjenoviti svjetovi manje.  

Prema Baiju i njegovim kolegama, mogli bismo koristiti ove informacije za otkrivanje potencijalnih planeta tamne tvari. Takav objekt bi mogao imati drugačija svojstva od klasičnih egzoplaneta koja vjerojatno prkose zakonima fizike; poput egzoplaneta s gustoćom većom od željeza ili onog toliko niske gustoće da je njegovo postojanje nemoguće objasniti. Naravno, za sada nismo uočili takve ekstreme. 

Dodatno, znanstvenici mogu ustanoviti kakva je atmosfera na egzoplanetu na temelju spektra svjetlosti zvijezde tijekom tranzita. Ako tranzitni spektar pokaže neke ozbiljne anomalije, to bi moglo ukazivati na prisutnost egzoplaneta tamne tvari.