نکات جدیدی مبنی بر اینکه ماده تاریک می تواند از فوتون های تاریک تشکیل شده باشد

یک مطالعه جدید سناریویی را پیشنهاد می‌کند که ماده تاریک را می‌توان از فوتون‌های تاریک فوق‌سبک که جهان ما را گرم می‌کنند ساخته شود.

طیف‌نگار مبدأ کیهانی (COS) روی تلسکوپ فضایی هابل، که «وب کیهانی» را اندازه‌گیری می‌کند، رشته‌های پیچیده و ضعیفی که فضای بین کهکشان‌ها را پر می‌کنند، می‌گوید که این فرضیه با مشاهدات مطابقت کامل دارد. با توجه به داده های جمع آوری شده توسط COS، شبیه سازی هیدرودینامیکی مدل سنتی تشکیل ساختار نشان می دهد که رشته های بین کهکشانی کیهانی گرمتر از آنها هستند

دانشمندان گفتند، از آنجایی که فوتون های تاریک می توانند به فوتون های فرکانس پایین تبدیل شوند و ساختارهای کیهانی را گرم کنند. آنها به خوبی می‌توانند اطلاعات تجربی را توضیح دهند.»

نویسندگان جیمز اس. بولتون (دانشگاه ناتینگهام)، آندریا کاپوتو (سرن و دانشگاه تل آویو)، هونگوان لیو (دانشگاه نیویورک)، و متئو ویل (SISSA) توضیح می‌دهند، فوتون‌های تاریک ذرات جدید فرضی هستند که حامل نیروی جدید هستند نیرو در بخش تاریک، بسیار شبیه به اینکه فوتون حامل نیرو است الکترومغناطیس. با این حال، بر خلاف فوتون ها، آنها می توانند جرم داشته باشند. به ویژه، فوتون تاریک فوق سبک - با جرمی به کوچکی بیست مرتبه قدر کمتر از الکترون - کاندیدای خوبی برای ماده تاریک"

مشابه نحوه ترکیب انواع مختلف نوترینوها، تیره و معمولی فوتون همچنین پیش بینی می شود که این کار را انجام دهند و به ماده تاریک فوتون تاریک فوق سبک اجازه می دهد تا به فوتون های فرکانس پایین تبدیل شود. این وب کیهانی توسط این فوتون ها گرم می شود، اما بر خلاف سایر مکانیسم های گرمایش مبتنی بر فرآیندهای اخترفیزیکی، مانند تشکیل ستاره و بادهای کهکشانی، این فرآیند گرمایش حتی در مکان هایی که خیلی متراکم نیستند، پراکنده تر و موثرتر است.

ماتئو ویل توضیح می دهد: معمولاً از رشته‌های کیهانی برای کاوش ویژگی‌های ماده تاریک در مقیاس کوچک استفاده می‌شود، در حالی که در این مورد، ما برای اولین بار از داده‌های میان کهکشانی کم انتقال به سرخ به‌عنوان کالری‌سنج استفاده کرده‌ایم تا بررسی کنیم که آیا تمام فرآیندهای گرمایشی که از آنها آگاه هستیم یا خیر. برای بازتولید داده ها کافی است. ما متوجه شدیم که اینطور نیست: چیزی کم است که ما آن را به عنوان سهم تولید شده توسط فوتون تاریک مدل سازی می کنیم.

مرجع مجله:

1. جیمز اس. بولتون، آندریا کاپوتو، هونگوان لیو و متئو ویل. مقایسه مشاهدات جنگل Lyman-α با انتقال قرمز کم به شبیه سازی هیدرودینامیکی با ماده تاریک فوتون تاریک. Physical Review Letters بهبه DOI: 10.1103/PhysRevLett.129.211102