Eine neue Studie schlug ein Szenario vor, dass dunkle Materie aus ultraleichten dunklen Photonen entstehen könnte, die unser Universum erhitzten.
Der Cosmic Origin Spectrograph (COS) an Bord des Hubble-Weltraumteleskops, der das „kosmische Netz“ misst, die komplizierten und dünnen Filamente, die den Raum zwischen Galaxien füllen, sagt, dass diese Hypothese perfekt mit den Beobachtungen übereinstimmt. Den von COS gesammelten Daten zufolge deuten die hydrodynamischen Simulationen des traditionellen Modells der Strukturbildung darauf hin, dass die Kosmische intergalaktische Filamente sind heißer als sie sind.
Wissenschaftler sagten: „Denn dunkle Photonen könnten sich in niederfrequente Photonen umwandeln und die kosmischen Strukturen erhitzen. Sie könnten die experimentellen Informationen gut erklären.“
Die Autoren James S. Bolton (Universität Nottingham), Andrea Caputo (CERN und Universität Tel Aviv), Hongwan Liu (New York University) und Matteo Viel (SISSA) erklären: „Dunkle Photonen sind hypothetische neue Teilchen, die die Kraftträger für ein Neues sind Kraft im dunklen Sektor, ähnlich wie das Photon der Kraftträger ist Elektromagnetismus. Im Gegensatz zu Photonen können sie jedoch Masse haben. Insbesondere das ultraleichte dunkle Photon – mit einer Masse, die nur zwanzig Größenordnungen unter der des Elektrons liegt – ist ein guter Kandidat dafür Dunkle Materie"
Ähnlich wie sich verschiedene Arten von Neutrinos vermischen, dunkle und gewöhnliche Photonen Es wird erwartet, dass dies auch der Fall ist und es ultraleichten dunklen Photonen ermöglicht, dunkle Materie in niederfrequente Photonen umzuwandeln. Der kosmisches Netz wird durch diese Photonen erhitzt, aber im Gegensatz zu anderen Heizmechanismen, die auf astrophysikalischen Prozessen basieren, wie z Sternentstehung und galaktische Winde ist dieser Erwärmungsprozess selbst an Orten mit geringer Dichte diffuser und effektiver.
Matteo Viel , erklärt: „Normalerweise wurden kosmische Filamente verwendet, um kleinräumige Eigenschaften der Dunklen Materie zu untersuchen, während wir in diesem Fall zum ersten Mal die Daten des intergalaktischen Mediums mit niedriger Rotverschiebung als Kalorimeter verwendet haben, um zu überprüfen, ob uns alle Erwärmungsprozesse bekannt sind.“ genügen, um die Daten zu reproduzieren. Wir haben herausgefunden, dass dies nicht der Fall ist: Es fehlt etwas, das wir als Beitrag des dunklen Photons modellieren.“
Journal Referenz:
- James S. Bolton, Andrea Caputo, Hongwan Liu und Matteo Viel. Vergleich von Lyman-α-Waldbeobachtungen mit geringer Rotverschiebung mit hydrodynamischen Simulationen mit dunkler Photonen-Dunkler Materie. Physical Review Letters. DOI: 10.1103 / PhysRevLett.129.211102
