Тёмная материя, возможно, греет планеты в глубинах космоса — без всяких звёзд. Физики из Национальной ускорительной лаборатории имени Ферми (США) провели расчёты и показали: при определённых условиях энергия от аннигиляции частиц тёмной материи способна поддерживать воду на поверхности планет в жидком состоянии. Звучит как научная фантастика, но за этим стоят конкретные цифры и модели.

Вимпы и их скрытая мощь

Речь идёт о гипотетических частицах тёмной материи — вимпах (WIMP, слабо взаимодействующие массивные частицы). Они почти не взаимодействуют с обычным веществом, зато при столкновении друг с другом могут аннигилировать, выделяя энергию. И запасы этой энергии во Вселенной колоссальны. По оценкам учёных, если бы все вимпы разом аннигилировали, выделилось бы больше энергии, чем при превращении всего водорода во Вселенной в гелий в ходе термоядерных реакций. Проблема в том, что аннигиляция вимпов — процесс редкий и требующий особых условий.

Как планета может стать «печкой»

Одно из таких условий — захват вимпов гравитацией планеты. Частицы тёмной материи, пролетая сквозь космическое тело, иногда теряют скорость и оседают в его недрах. Со временем они накапливаются в центре, и когда плотность достигает критического порога, начинается интенсивная аннигиляция. Выделяющаяся кинетическая энергия разогревает планету изнутри. Теоретически этого тепла может хватить, чтобы растопить лёд и поддерживать океаны — даже если планета блуждает в межзвёздной тьме, вдали от какой-либо звезды. В Галактике таких планет-сирот больше, чем звёзд.

Почему Земле это не грозит

Для нашей планеты, увы, такой сценарий не работает. Расчёты показывают: интенсивность захвата вимпов Землёй слишком мала. По самой оптимистичной модели приток энергии от аннигиляции составит около 5,6×10⁶ Вт. Для сравнения, Солнце поставляет нам 1,2×10¹⁷ Вт — разница в десять порядков. Тёмная материя не заменит нам дневное светило, и океаны Земли своим жидким состоянием обязаны именно солнечному теплу.

Где искать планеты-невидимки

Но в других уголках Вселенной ситуация иная. Чтобы планета эффективно грелась тёмной материей, нужны два фактора. Во-первых, она должна находиться в области с высокой плотностью вимпов, причём в таком энергетическом состоянии, которое облегчает их захват. Во-вторых, планета должна быть массивной — чем больше масса, тем сильнее гравитация и тем активнее идёт накопление частиц. Идеальные кандидаты — центральные области карликовых сфероидальных галактик. Там плотность тёмной материи достигает 40–150 ГэВ/см³, и энергии аннигиляции может хватить, чтобы поддерживать воду в жидком виде без всякого света звёзд.

Взгляд со стороны

Идея обогрева планет тёмной материей интригует учёных. Джеймс Кастинг из Университета штата Пенсильвания отмечает, что сама концепция вызывает значительный интерес. Однако есть серьёзное препятствие: области с высокой плотностью тёмной материи находятся чудовищно далеко от нас. Проверить гипотезу прямыми наблюдениями в обозримом будущем вряд ли получится. Пока это остаётся красивой теорией, которая расширяет наши представления о том, где и как может существовать жизнь.

Антон Павлович Чехов когда-то заметил: «Университет развивает все способности, в том числе и...» — и здесь, пожалуй, уместно добавить: способность удивляться тому, насколько необычной может быть Вселенная, где даже невидимая субстанция способна согревать целые миры.