最近的一项研究表明，木星的卫星木卫三可能是一个巨大的暗物质探测器，而即将执行的太空任务或许能在这颗古老星体表面发现特殊的暗物质陨石坑。物理学家通常通过大型绝缘地下探测器来寻找与常规物质相互作用极弱的微小超轻暗物质粒子。但另一种暗物质粒子可能体积巨大，虽然极其罕见，与普通物质的相互作用频率也极低。要探测这类大型暗物质粒子，需要月球或行星尺度的探测器来弥补其稀疏性。
美国国家航空航天局“朱诺号”木星探测器拍摄的木卫三景观。图源：NASA
马里兰大学的William DeRocco提出，太阳系最大的卫星木卫三可能蕴藏着这些巨型暗物质粒子的证据。他的研究表明，这些粒子会在卫星冰封表面形成独特陨石坑，由于地质活动停滞，这些痕迹可保存数百万年。DeRocco通过计算发现，巨型暗物质粒子能穿透木卫三厚冰层直达地下海洋，并带出特殊矿物质，其穿透深度远超普通小行星。近日，相关研究发表于arXiv。
美国宇航局的“欧罗巴快帆船”号探测器和欧空局的“木星冰月探测器”等即将开展的木星系统探测任务，或可从轨道上识别这些暗物质陨石坑的特征。DeRocco计算出这些陨石坑尺寸相对较小，且与其他地质构造相互独立。探测器后续可通过探地雷达等技术观测到“贯穿冰层的熔冰柱状痕迹”。
加州大学洛杉矶分校的Zachary Picker指出，使用月球尺度的暗物质探测器有助于发现地球无法探测的粒子：“地球上没有任何实验能发现保龄球大小、冰箱或汽车规模的暗物质粒子，它们的撞击频率实在太低。”
西班牙坎塔布里亚大学的Bradley Kavanagh认为，该提案虽论证详尽，但目前缺乏支持此类重暗物质粒子存在的强物理学依据。“这更像是尽可能探索所有可能性。这些应该是非常特殊的物质，即具有惊人密度，并通过暗物质领域的强大作用力聚合而成。”
相关论文信息：https://doi.org/10.48550/arXiv.2508.00054
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