Mörk materia tros utgöra omkring 85 procent av all materia i universum, men trots årtionden av forskning har forskare ännu inte lyckats upptäcka den direkt. Nu föreslår ett internationellt forskarlag ett oväntat nytt sätt att leta efter den – genom att studera atmosfärerna hos solsystemets största planeter.
I den nya studien undersökte forskarna om mörk materia kan ge upphov till ett svagt ultraviolett sken i atmosfärerna hos gasjättar som Jupiter och Saturnus. Resultaten ger inte några bevis för att detta sker, men de gör det möjligt att sätta de hittills skarpaste gränserna för hur starkt mörk materia kan växelverka med vanlig materia.
En ny typ av kosmisk partikeljakt
Traditionellt har jakten på mörk materia bedrivits med stora underjordiska detektorer eller partikelacceleratorer.
Forskarna bakom den nya studien menar att även planeter kan fungera som naturliga laboratorier. Om mörk materia kolliderar med atomer i en planets atmosfär kan den i teorin överföra energi som leder till ett svagt ultraviolett ljus.
Genom att jämföra observationer av gasjättarnas atmosfärer med teoretiska modeller går det därför att undersöka om ett sådant bidrag från mörk materia existerar.
Jupiter och Saturnus blev testobjekt
Forskarna analyserade observationer av ultraviolett strålning från flera av solsystemets största planeter.
Gasjättarna är särskilt intressanta eftersom de har enorma atmosfärer och kraftiga gravitationsfält som skulle kunna öka sannolikheten för att mörk materia fångas in och växelverkar med vanlig materia.
Om teorin stämde skulle planeterna kunna fungera som gigantiska naturliga detektorer som kontinuerligt samlar in signaler från den osynliga materian som tros genomsyra hela galaxen.
Inga tecken – men viktiga begränsningar
Forskarna hittade inga övertygande bevis för att mörk materia bidrar till planeternas ultravioletta sken.
Det negativa resultatet är ändå betydelsefullt. Genom att inte hitta den förväntade signalen kunde forskarna sätta mycket strikta gränser för hur stark växelverkan mellan mörk materia och vanlig materia maximalt kan vara.
Sådana begränsningar hjälper fysiker att utesluta vissa teorier och fokusera framtida experiment på de mest lovande modellerna.
Komplement till laboratorier på jorden
Studien visar att astronomiska observationer kan komplettera traditionella experiment i jakten på mörk materia.
I stället för att enbart förlita sig på avancerade detektorer djupt under jord kan forskare använda hela planetsystem som naturliga observatorier. Kombinationen av observationer från rymdteleskop, planetsonder och framtida mörkmaterieexperiment kan ge en mer komplett bild av hur den mystiska materian beter sig.
Kan inspirera nya sökmetoder
Forskarna hoppas att arbetet ska leda till fler studier där planeter, bruna dvärgar och andra himlakroppar används för att undersöka mörk materia.
Även om mörk materia fortfarande är en av fysikens största olösta gåtor visar studien att oväntade miljöer kan bli viktiga i sökandet. Ju fler olika metoder som används, desto större är chansen att forskarna till slut kan avslöja vad den osynliga materian faktiskt består av.
Publikationsuppgifter
Carlos Blanco et al., Giant planets as dark matter detectors, Physical Review Letters (2026).
