En ny undersøgelse foreslog et scenarie, hvor mørkt stof kunne fremstilles af ultralyse mørke fotoner, der opvarmede vores univers.
Cosmic Origin Spectrograph (COS) om bord på Hubble-rumteleskopet, som måler det "kosmiske væv", de indviklede og spinkle filamenter, der fylder rummet mellem galakser, siger, at denne hypotese er i perfekt overensstemmelse med observationer. Ifølge data indsamlet af COS indikerer de hydrodynamiske simuleringer af den traditionelle model for strukturdannelse, at kosmiske intergalaktiske filamenter er varmere end de er.
Forskere sagde, "Da mørke fotoner kunne omdannes til lavfrekvente fotoner og opvarme de kosmiske strukturer. De kunne godt forklare de eksperimentelle oplysninger."
Forfatterne James S. Bolton (University of Nottingham), Andrea Caputo (CERN og Tel Aviv University), Hongwan Liu (New York University) og Matteo Viel (SISSA) forklarer, "Mørke fotoner er hypotetiske nye partikler, der er kraftbærere for en ny kraft i den mørke sektor, ligesom fotonen er kraftbæreren for elektromagnetisme. I modsætning til fotoner kan de dog have masse. Især den ultralette mørke foton - med en masse så lille som tyve størrelsesordener mindre end elektronen - er en god kandidat til mørkt stof".
Svarende til hvordan forskellige typer neutrinoer blandes, mørke og almindelige fotoner forventes også at gøre det, hvilket tillader ultralys mørkt foton mørkt stof at omdanne til lavfrekvente fotoner. Det kosmisk web vil blive opvarmet af disse fotoner, men i modsætning til andre opvarmningsmekanismer baseret på astrofysiske processer, f.eks stjernedannelse og galaktiske vinde er denne opvarmningsproces mere diffus og effektiv selv på steder, der ikke er særlig tætte.
Matteo Viel forklarer: "Normalt er kosmiske filamenter blevet brugt til at sondere egenskaber i lille skala af mørkt stof, mens vi i dette tilfælde for første gang har brugt det intergalaktiske medium med lav rødforskydning som et kalorimeter for at kontrollere, om alle de opvarmningsprocesser, vi kender til. er tilstrækkelige til at gengive dataene. Vi fandt ud af, at dette ikke er tilfældet: der mangler noget, som vi modellerer som et bidrag produceret af den mørke foton."
Journal Reference:
- James S. Bolton, Andrea Caputo, Hongwan Liu og Matteo Viel. Sammenligning af lav-rødforskydning Lyman-α skovobservationer med hydrodynamiske simuleringer med mørkt foton mørkt stof. Physical Review Letters. DOI: 10.1103/PhysRevLett.129.211102
