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冰moon上的暗伤:银河的 subsurface ocean 作为暗物质探测器

高能物理 - 唯象学 2025-12-23 v2 宇宙学与河外天体物理 地球与行星天体物理

摘要

以约10^11至10^17克质量范围的宏观暗物质复合物目前受到很少约束。在此质量范围内,暗物质可能与行星天体碰撞,释放巨大的能量并留下可在地质时标上检测到的戏剧性表面特征。在本文中,我们表明,最大的木星卫星——木星(Ganymede)是寻找暗物质碰撞的理想目标,due to其不同的组成和Gyr年龄的表面。我们首先通过解析估计研究暗物质与木星的碰撞效应,发现暗物质在大范围参数空间中会穿透木星的导电冰层,释放亚表层物质。这种亚表层物质可能与表面冰的组成不同,提供了关键可观测量,以区分小行星撞击与暗物质撞击。我们使用iSALE多物质撞击仿真代码确认了解析估计。随后我们讨论了两种当前飞向木星系统的任务——Europa Clipper 和 JUICE——的潜在探测前景,发现这些任务可能不仅能够识别银河卫星上生命的迹象,还能识别暗物质的迹象。

关键词

引用

@article{arxiv.2508.00054,
  title  = {Dark wounds on icy moons: Ganymede's subsurface ocean as a dark matter detector},
  author = {William DeRocco},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2508.00054},
  year   = {2025}
}

备注

10 pages, 4 figures; v2: updated to match published version