Egy új tanulmány azt a forgatókönyvet javasolta, hogy sötét anyag állítható elő ultrakönnyű sötét fotonokból, amelyek fűtötték az univerzumunkat.
A Hubble Űrteleszkóp fedélzetén található Cosmic Origin Spectrograph (COS), amely a „kozmikus hálót”, a galaxisok közötti teret kitöltő bonyolult és vékony szálakat méri, azt mondja, hogy ez a hipotézis tökéletesen összhangban van a megfigyelésekkel. A COS által gyűjtött adatok szerint a szerkezetképződés hagyományos modelljének hidrodinamikai szimulációi azt mutatják, hogy a kozmikus intergalaktikus filamentumok melegebbek, mint ők.
A tudósok azt mondták, „Mivel a sötét fotonok alacsony frekvenciájú fotonokká alakulhatnak, és felmelegíthetik a kozmikus struktúrákat. Jól meg tudták magyarázni a kísérleti információkat.”
James S. Bolton (Nottinghami Egyetem), Andrea Caputo (CERN és Tel Avivi Egyetem), Hongwan Liu (New York-i Egyetem) és Matteo Viel (SISSA) szerzők elmagyarázzák, „A sötét fotonok feltételezett új részecskék, amelyek az új erőhordozói erő a sötét szektorban, hasonlóan ahhoz, ahogy a foton az erőhordozó elektromágnesesség. A fotonokkal ellentétben azonban tömegük lehet. Különösen az ultrakönnyű sötét foton – amelynek tömege húsz nagyságrenddel kisebb, mint az elektroné – jó jelölt sötét anyag. "
Hasonlóan ahhoz, ahogy a különböző típusú neutrínók keverednek, sötétek és közönségesek fotonok várhatóan ezt is megteszik, lehetővé téve az ultrakönnyű sötétfoton-sötét anyag átalakulását alacsony frekvenciájú fotonokká. A kozmikus háló ezek a fotonok fogják felmelegíteni, de ellentétben más asztrofizikai folyamatokon alapuló fűtési mechanizmusokkal, mint pl csillagképződés és galaktikus szelek, ez a fűtési folyamat diffúzabb és hatékonyabb még a nem túl sűrű helyeken is.
Matteo Viel magyarázza: „Általában kozmikus szálakat használnak a sötét anyag kis léptékű tulajdonságainak vizsgálatára, míg ebben az esetben először az alacsony vöröseltolódású intergalaktikus közeg adatait használtuk kaloriméterként annak ellenőrzésére, hogy az összes melegítési folyamatot ismerjük-e. elegendőek az adatok reprodukálásához. Megállapítottuk, hogy ez nem így van: valami hiányzik, amit a sötét foton által termelt hozzájárulásként modellezünk.”
Journal Reference:
- James S. Bolton, Andrea Caputo, Hongwan Liu és Matteo Viel. Alacsony vöröseltolódású Lyman-α erdei megfigyelések összehasonlítása a sötét foton sötét anyaggal végzett hidrodinamikai szimulációkkal. Fizikai áttekintés betűk. DOI: 10.1103/PhysRevLett.129.211102
