ตีพิมพ์ในJournal of High Energy Physicsนักวิจัยสองคนจากมหาวิทยาลัยบราวน์

แสดงให้เห็นว่าข้อมูลจากภารกิจในอดีตไปยังดาวพฤหัสบดีสามารถช่วยนักวิทยาศาสตร์ตรวจสอบสสารมืด ซึ่งเป็นหนึ่งในรากฏการณ์ที่ลึกลับที่สุดในจักรวาลได้อย่างไร เหตุผลที่เลือกปฏิบัติภารกิจดาวพฤหัสบดีที่ผ่านมานั้นเป็นเพราะข้อมูลที่รวบรวมได้มากมายเกี่ยวกับดาวเคราะห์ที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ โดยเฉพาะอย่างยิ่งจากวงโคจรของกาลิเลโอและจูโน ธรรมชาติและองค์ประกอบ ของสสารมืด ที่ เข้าใจยาก ยังคงหนีไม่พ้นนักวิทยาศาสตร์ ทั้งในแง่เปรียบเทียบและตามตัวอักษร เพราะมันไม่ได้ปล่อยแสงใดๆ ออกมา เหตุใดนักวิทยาศาสตร์จึงยังคงศึกษาปรากฏการณ์ที่ลึกลับและมองไม่เห็นอย่างสมบูรณ์นี้ต่อไป

• บทความอื่น ๆ : thebiographerscraft.com

“เพราะมันอยู่ที่นั่นและเราไม่รู้ว่ามันคืออะไร!” Dr. Lingfeng Li ผู้ร่วมงานวิจัยหลังปริญญาเอกที่มหาวิทยาลัยบราวน์และผู้เขียนนำในบทความนี้อุทาน “มีหลักฐานจำนวนมากที่มาจากชุดข้อมูลที่แตกต่างกันมากซึ่งชี้ไปที่สสารมืด: พื้นหลังไมโครเวฟคอสมิก การเคลื่อนที่ของดาวในกาแลคซี เอฟเฟกต์เลนส์โน้มถ่วง และอื่นๆ กล่าวโดยสรุป มันมีลักษณะเหมือนฝุ่นเย็นที่ไม่มีปฏิกิริยาโต้ตอบ (จึงมืด) ที่มาตราส่วนความยาวมาก ในขณะที่ยังคงไม่ทราบลักษณะและปฏิกิริยาที่เป็นไปได้ภายในมาตราส่วนความยาวที่เล็กกว่า มันต้องเป็นสิ่งใหม่: สิ่งที่แตกต่างจากเรื่องแบริออนของเรา”

ภาพที่ยอดเยี่ยมของจุดแดงใหญ่ของดาวพฤหัสบดีพร้อมกับซีกโลกใต้ที่มีความรุนแรงซึ่งถ่ายโดยยานอวกาศ Juno ของ NASA ขณะที่มันเคลื่อนเข้าใกล้ดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ (เครดิต: NASA/JPL-Caltech/Southwest Research Institute/Malin Space Science Systems/Kevin M. Gill)

ในการศึกษานี้ นักวิจัยได้อภิปรายว่าอิเล็กตรอนที่ติดอยู่ภายในสนามแม่เหล็กขนาดใหญ่และแถบรังสีของดาวพฤหัสบดีสามารถใช้เพื่อตรวจสอบสสารมืดและตัวกลางมืดที่มีอยู่ระหว่างสิ่งที่เรียกว่าเซกเตอร์มืดกับโลกที่มองเห็นของเราได้อย่างไร พวกเขาอนุมานสามสถานการณ์สำหรับอิเล็กตรอนที่ติดอยู่ภายในแถบการแผ่รังสีของดาวพฤหัสบดี: อิเล็กตรอนที่ติดอยู่อย่างสมบูรณ์ กึ่งติดอยู่ และไม่ถูกดักจับ ผลลัพธ์ของพวกเขาแสดงให้เห็นว่าการวัดที่บันทึกไว้จากภารกิจกาลิเลโอและจูโนบ่งชี้ว่าอิเล็กตรอนที่ผลิตขึ้นสามารถถูกดักจับทั้งหมดหรือกึ่งอยู่ภายในแถบรังสีชั้นในสุดของดาวพฤหัสบดีซึ่งทำให้เกิดฟลักซ์อิเล็กตรอนที่มีพลังในที่สุด

จักรวาลวันนี้เป้าหมายหนึ่งของการศึกษาครั้งนี้คือการจัดเตรียมความพยายามเบื้องต้นในการใช้ข้อมูลจากภารกิจก่อนหน้า ที่กำลังใช้งานอยู่ และในอนาคตไปยังดาวพฤหัสบดีเพื่อตรวจสอบฟิสิกส์แบบใหม่ที่นอกเหนือไปจากแบบจำลองดั้งเดิมของฟิสิกส์อนุภาค ในขณะที่ข้อมูลสำหรับการศึกษานี้รวบรวมจากภารกิจที่ยาวนานหลายปีของยานอวกาศกาลิเลโอและดาวพฤหัสบดีที่โคจรรอบดาวพฤหัสบดี หลี่ไม่คิดว่าการศึกษาประเภทนี้สามารถทำได้โดยใช้ข้อมูลจากภารกิจระยะยาวอื่นไปยังดาวเคราะห์ดวงอื่น เช่น ดาวเสาร์ และภารกิจประวัติศาสตร์ของ Cassini

“อย่างแรก ดาวพฤหัสบดีหนักกว่าดาวเสาร์มาก” หลี่อธิบาย “ความเร็วหลบหนีของมันมีขนาดใหญ่เกือบสองเท่าของดาวเสาร์ ซึ่งหมายความว่าอัตราการดักจับสสารมืดจะเพิ่มขึ้นอย่างมากที่ดาวพฤหัสบดี นอกจากนี้ ดาวพฤหัสบดีไม่มีวงแหวนหลักที่สำคัญ และสามารถดักอิเล็กตรอนได้เป็นเวลานานก่อนที่จะดูดซับโดยวัสดุวงแหวน วัตถุท้องฟ้าอื่นๆ ในระบบสุริยะมีขนาดเล็กเกินไป (เช่น โลก) ดวงอาทิตย์เป็นเป้าหมายที่น่าสนใจมาก แต่สนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์นั้นไม่สำคัญมากนัก เรายังไม่ทราบวิธีตีความข้อมูลพลังงานแสงอาทิตย์ แต่ควรพิจารณาเพิ่มเติม”

ในขณะที่หลี่กล่าวว่าพวกเขาไม่ได้ตัดสินใจว่าจะทำอย่างไรต่อไปในแง่ของการศึกษาในอนาคต บทความนี้สรุปด้วยคำแนะนำสำหรับภารกิจดาวพฤหัสบดีในอนาคตเพื่อขยายขอบเขตของฟิสิกส์ของอนุภาคในขณะเดียวกันก็ให้การวัดฟลักซ์อิเล็กตรอนที่มีพลังมากขึ้นที่กล่าวถึงในบทความนี้