Un nuovo studio ha proposto uno scenario secondo cui la materia oscura potrebbe essere costituita da fotoni oscuri ultraleggeri che riscaldano il nostro universo.
Lo spettrografo dell’origine cosmica (COS) a bordo del telescopio spaziale Hubble, che misura la “rete cosmica”, i filamenti intricati e fragili che riempiono lo spazio tra le galassie, afferma che questa ipotesi è in perfetto accordo con le osservazioni. Secondo i dati raccolti dal COS, le simulazioni idrodinamiche del modello tradizionale di formazione delle strutture indicano che il filamenti intergalattici cosmici sono più caldi di loro.
Gli scienziati hanno detto, “Poiché i fotoni oscuri potrebbero convertirsi in fotoni a bassa frequenza e riscaldare le strutture cosmiche. Potrebbero benissimo spiegare le informazioni sperimentali”.
Gli autori James S. Bolton (Università di Nottingham), Andrea Caputo (CERN e Università di Tel Aviv), Hongwan Liu (Università di New York) e Matteo Viel (SISSA) spiegano: “I fotoni oscuri sono ipotetiche nuove particelle che sono i portatori di forza per una nuova forza nel settore oscuro, proprio come il fotone è il portatore di forza elettromagnetismo. A differenza dei fotoni, però, possono avere massa. In particolare, il fotone oscuro ultraleggero – con una massa pari a venti ordini di grandezza inferiore a quella dell’elettrone – è un buon candidato per materia oscura. "
Simile a come si mescolano diversi tipi di neutrini, oscuri e ordinari fotoni si prevede che lo facciano, consentendo alla materia oscura dei fotoni oscuri ultraleggeri di trasformarsi in fotoni a bassa frequenza. IL web cosmico sarà riscaldato da questi fotoni, ma a differenza di altri meccanismi di riscaldamento basati su processi astrofisici, come formazione stellare e dei venti galattici, questo processo di riscaldamento è più diffuso ed efficace anche in luoghi poco densi.
Matteo Viel spiega: “Di solito, i filamenti cosmici sono stati utilizzati per sondare le proprietà su piccola scala della materia oscura, mentre in questo caso abbiamo utilizzato per la prima volta i dati del mezzo intergalattico a basso redshift come calorimetro, per verificare se tutti i processi di riscaldamento di cui siamo a conoscenza sono sufficienti per riprodurre i dati. Abbiamo scoperto che non è così: manca qualcosa che modelliamo come contributo prodotto dal fotone oscuro”.
Riferimento della Gazzetta:
- James S. Bolton, Andrea Caputo, Hongwan Liu e Matteo Viel. Confronto tra le osservazioni della foresta Lyman-α a basso spostamento verso il rosso e le simulazioni idrodinamiche con la materia oscura del fotone oscuro. Physical Review Letters. DOI: 10.1103 / PhysRevLett.129.211102
