最近的一項研究表明，木星的衛星木衛三可能是一個巨大的暗物質探測器，而即將執行的太空任務或許能在這顆古老星體表面發現特殊的暗物質隕石坑。物理學家通常通過大型絕緣地下探測器來尋找與常規物質相互作用極弱的微小超輕暗物質粒子。但另一種暗物質粒子可能體積巨大，雖然極其罕見，與普通物質的相互作用頻率也極低。要探測這類大型暗物質粒子，需要月球或行星尺度的探測器來彌補其稀疏性。
美國國家航空航天局“朱諾號”木星探測器拍攝的木衛三景觀。圖源：NASA
馬里蘭大學的William DeRocco提出，太陽系最大的衛星木衛三可能蘊藏著這些巨型暗物質粒子的證據。他的研究表明，這些粒子會在衛星冰封表面形成獨特隕石坑，由于地質活動停滯，這些痕跡可保存數百萬年。DeRocco通過計算發現，巨型暗物質粒子能穿透木衛三厚冰層直達地下海洋，并帶出特殊礦物質，其穿透深度遠超普通小行星。近日，相關研究發表于arXiv。
美國宇航局的“歐羅巴快帆船”號探測器和歐空局的“木星冰月探測器”等即將開展的木星系統探測任務，或可從軌道上識別這些暗物質隕石坑的特征。DeRocco計算出這些隕石坑尺寸相對較小，且與其他地質構造相互獨立。探測器后續可通過探地雷達等技術觀測到“貫穿冰層的熔冰柱狀痕跡”。
加州大學洛杉磯分校的Zachary Picker指出，使用月球尺度的暗物質探測器有助于發現地球無法探測的粒子：“地球上沒有任何實驗能發現保齡球大小、冰箱或汽車規模的暗物質粒子，它們的撞擊頻率實在太低。”
西班牙坎塔布里亞大學的Bradley Kavanagh認為，該提案雖論證詳盡，但目前缺乏支持此類重暗物質粒子存在的強物理學依據。“這更像是盡可能探索所有可能性。這些應該是非常特殊的物質，即具有驚人密度，并通過暗物質領域的強大作用力聚合而成。”
相關論文信息：https://doi.org/10.48550/arXiv.2508.00054
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