暗物质可能会将一些行星变成微型黑洞

太阳系之外的巨型天体，或许是我们弄清楚暗物质在宇宙中如何显现所需的探针。

根据一项新研究，一种特定的暗物质模型表明，神秘物质可能在巨型行星的核心累积，最终坍缩成微小黑洞，并随着时间推移吞噬周围物质。

若能找到由此产生的行星质量天体的证据，或许就能证实一种不会自我毁灭的大质量暗物质的存在。

加州大学河滨分校的天体物理学家迈赫达德·福鲁坦 – 迈尔表示：“如果暗物质粒子足够重且不会湮灭，它们最终可能坍缩成一个微小黑洞。这个黑洞随后可能增长并吞噬整个行星，将其变成一个与原始行星质量相同的黑洞。这种结果只有在超重非湮灭暗物质模型下才有可能。”

暗物质似乎遍布宇宙，约占宇宙物质总量的85% 。我们知道它的存在，是因为宇宙中的引力远超基于普通物质所能解释的范围；然而，我们至今仍无法直接探测到暗物质。这意味着我们不知道暗物质究竟是什么……但科学家们可以尝试缩小范围。目前有一些主要的候选对象，它们的行为方式略有不同。弄清楚这些行为是什么以及它们在宇宙中如何表现，有助于科学家设计实验，更好地识别暗物质更模糊的特征。

这就引出了暗物质在巨型系外行星核心累积的问题。根据福鲁坦 – 迈尔及其同事、加州大学河滨分校的天体物理学家塔拉·费瑟罗尔夫的一篇论文，不会自我湮灭的重暗物质——即暗物质粒子并非自身反粒子——可能会被巨型天体捕获，失去能量，并向核心下沉聚集。最终，这些累积的物质可能变得足够致密，在引力作用下坍缩，形成微小黑洞。

他解释说：“在各种大小、温度和密度的气态系外行星中，黑洞可能在可观测的时间尺度上形成，甚至可能在单个系外行星的生命周期内产生多个黑洞。这些结果表明，系外行星勘测可用于寻找超重暗物质粒子，特别是在像银河系中心这样被认为富含暗物质的区域。”

然而，要找到这一过程的证据存在一些挑战。最大的挑战是我们目前没有足够灵敏的技术。例如，一个质量与木星相当的黑洞，直径仅5.6米（18.4英尺）。

不过，人类一直在改进空间观测技术。未来某一天，出现足够强大到能探测到行星质量黑洞的仪器并非完全不可能。

福鲁坦 – 迈尔说：“如果天文学家发现一群行星大小的黑洞，这可能为超重非湮灭暗物质模型提供有力证据。随着我们继续收集更多数据并更详细地研究单个行星，系外行星可能为暗物质的本质提供关键见解。”

这些研究结果已发表在《物理评论D》上。