Czy w naszym Układzie Słonecznym istnieje ciemna materia? Odpowiedź na to pytanie brzmi: A dlaczego by nie? Skoro jest ciemna materia w całej Drodze Mlecznej to pewnie i u nas. I w okolicy Słońca, i w okolicy Ziemi.

Ciemna materia jest (wciąż hipotetycznym, jakkolwiek pośrednio jej istnienie jest obserwacyjnie potwierdzone) medium, które nie wysyła fal elektromagnetycznych, czyli nie świeci, a oddziałuje z materią barionową jaką znamy poprzez oddziaływanie grawitacyjne. Powstała ona w Wielkim Wybuchu. Stanowi około 21% składu Wszechświata (dla przypomnienia, taka zwykła materia z której my, nasz Burek z budą, jego smycz, Ziemia i Proxima Centauri są zbudowane to tylko około 4%). Ciemna materia jest odpowiedzialna za „szybkie” uformowanie się Wszechświata, czy też istnienie galaktyk.

Zadaniem ilościowego obliczenia ciemnej materii złapanej przez Układ Słoneczny zajęło się dwóch astronomów za Steward Observatory w Arizonie: X. Xu i E. Siegel. Stwierdzili oni, że skoro ciemna materia istnieje w Naszej Galaktyce (jej średnia gęstość w naszej okolicy, w odległości około 8 kiloparseków od środka Galaktyki, jest równa ~2×10^12 kg na jednostkę astronomiczną do trzeciej potęgi), a nasz Układ Słoneczny przemierza Drogę Mleczną (prędkość Słońca w Drodze Mlecznej to około 220 km/s, czas obiegu wokół środka Galaktyki to około 240 mln lat, a nasz Układ Słoneczny istnieje co najmniej 4.5 miliarda lat), to powinien on „nałapać” w swojej wędrówce trochę ciemnej materii. Uwzględnili oni Słońce wraz z planetami (od Merkurego do Neptuna) i zastosowali problem trzech ciał.

Wyniki jakie uzyskali świadczą, że ciemnej materii w Układzie Słonecznym jest znacznie więcej niż wcześniej sądzono! Jej ilość zależy oczywiście od odległości od Słońca, od studni potencjału grawitacyjnego. W okolicy Ziemi ciemnej materii jest 1.91×10^-13 Msun. Jej całkowita ilość w Układzie to 1.07×10^20 kg, czyli 0.0000178 masy Słońca.

Autorzy projektu obliczeniowego konkludują również, że ciemna materia nie może być odpowiedzialna za anomalie w ruchu Pionerów 10 i 11, lecących przez Układ Słoneczny. Dodatkowe opóźnienia w ich ruchu (nie wynikające z grawitacyjnych oddziaływań) to 8.09+/-0.20 x 10^-8 cm/s^2 (Pionier 10) i 8.56+/-0.15 x 10^-8 cm/s^2 (Pionier 11). Aby te przyspieszenia wytłumaczyć samą obecnością ciemnej materii w Układzie Słonecznym, musiałoby jej być znacznie więcej.

[Od redaktora]

PS.1. Nie należy mylić ciemnej materii z ciemną energią. Nie należy mylić ciemnej materii z ciemną materia barionową, ale nie oświetloną (np planety, ciemne mgławice, brązowe karły itp).

PS.2. Autorzy pracy założyli stałą, niezmienną w czasie gęstość ciemnej materii w rejonie Drogi Mlecznej o r=8kpc. Osobiście nie zauważyłem aby było inaczej. Takie założenie wydaje się, że nie jest spełnione. Chyba że czas dopływu ciemnej materii do Galaktyki z obszarów jej halo, czy międzygalaktycznych będzie na tyle duży, aby zachować wymóg stałej gęstości. Jeżeli jednak założenie nie jest spełnione to dostaniemy jedynie oszacowanie masy ciemnej materii w US. Może ona być mniejsza i większa.