Wetenschappers van de Universiteit van Californië, Riverside, hebben een baanbrekende studie gepubliceerd die een nieuwe kijk biedt op de mysterieuze aard van donkere materie. De onderzoekers, onder leiding van Mehrdad Phoroutan-Mehr, suggereren dat superzware, niet-annihilerende deeltjes donkere materie zich kunnen ophopen in exoplaneten, met potentieel catastrofale gevolgen: de vorming van interne zwarte gaten. Deze bevindingen, gepubliceerd op 20 augustus 2025 in het gerenommeerde tijdschrift *Physical Review D*, openen een fascinerende nieuwe weg voor het bestuderen van dit ongrijpbare kosmische bestanddeel.
Het kernidee van het onderzoek is dat donkere materiedeeltjes, met name hypothetische superzware en niet-annihilerende varianten, door zwaartekracht kunnen worden gevangen door exoplaneten, vooral gasreuzen zoals Jupiter. Eenmaal binnen de planeet verliezen deze deeltjes energie en zakken ze af naar de kern. Naarmate de concentratie van deze deeltjes toeneemt, kan een kritieke massa worden bereikt, wat leidt tot een gravitationele ineenstorting en de vorming van een microscopisch zwart gat. De studie stelt dat dit proces zich kan voltrekken binnen observeerbare tijdschalen, mogelijk zelfs meerdere keren gedurende de levensduur van een enkele exoplaneet.
De implicaties van dit fenomeen zijn ingrijpend. Afhankelijk van de massa van het gevormde zwarte gat, kan het de planeet van binnenuit verzwelgen, waardoor de hele planeet in een zwart gat van planetaire massa verandert. Een minder massief zwart gat zou daarentegen kunnen verdampen via Hawking-straling voordat het significante schade aanricht. Dit biedt een gedurfde verklaring voor de vorming van zwarte gaten die veel kleiner zijn dan de stellaire zwarte gaten die momenteel bekend zijn, en die doorgaans ontstaan uit de ineenstorting van massieve sterren.
Een van de meest intrigerende aspecten van dit onderzoek is het potentieel voor het detecteren van donkere materie. Door exoplaneten te observeren, met name die zich in gebieden met een hogere concentratie donkere materie bevinden, zoals het centrum van de Melkweg, zouden astronomen indirecte aanwijzingen kunnen vinden. De aanwezigheid van een zwart gat met planetaire massa zou een sterke aanwijzing zijn voor het bestaan van superzware, niet-annihilerende donkere materie. Bovendien kunnen afwijkingen in de temperatuur van exoplaneten, zoals onverwachte opwarming, ook wijzen op de aanwezigheid van donkere materie die energie afgeeft.
De onderzoekers benadrukken dat de huidige instrumenten mogelijk nog niet gevoelig genoeg zijn om deze subtiele signalen direct waar te nemen. Echter, toekomstige telescopen en ruimtevaartmissies met verbeterde detectiemogelijkheden zouden deze fenomenen kunnen vastleggen, wat een revolutie teweeg zou kunnen brengen in ons begrip van zowel exoplaneten als de fundamentele bouwstenen van het universum. De studie suggereert ook dat het ontbreken van gedetecteerde planetaire zwarte gaten in bestaande exoplaneetsystemen waardevolle beperkingen oplegt aan de modellen van donkere materie, waardoor bepaalde varianten worden uitgesloten en parameters voor andere worden verfijnd.
Dit onderzoek, dat voortbouwt op de ontdekking van meer dan 5.000 exoplaneten, positioneert deze verre werelden als potentiële natuurlijke laboratoria voor het ontrafelen van de geheimen van donkere materie. Het biedt een nieuw perspectief op de kosmische zoektocht naar dit ongrijpbare fenomeen, waarbij de focus verschuift van traditionele detectiemethoden naar de studie van de invloed ervan op de planeten zelf.