מחקר חדש הציע תרחיש לפיו ניתן ליצור חומר אפל מפוטונים כהים בהירים במיוחד שמחממים את היקום שלנו.
ספקטרוגרף המקור הקוסמי (COS) על סיפון טלסקופ החלל האבל, המודד את "הרשת הקוסמית", החוטים המורכבים והדקיקים הממלאים את החלל בין הגלקסיות, אומר שהשערה זו עולה בקנה אחד עם התצפיות. על פי הנתונים שנאספו על ידי COS, ההדמיות ההידרודינמיות של המודל המסורתי של היווצרות מבנה מצביעות על כך חוטים בין-גלקטיים קוסמיים חמים יותר ממה שהם.
מדענים אמרו, "מכיוון שפוטונים כהים יכולים להפוך לפוטונים בתדר נמוך ולחמם את המבנים הקוסמיים. הם יכלו להסביר היטב את המידע הניסיוני".
המחברים ג'יימס ס. בולטון (אוניברסיטת נוטינגהאם), אנדריאה קפוטו (CERN ואוניברסיטת תל אביב), הונגוואן ליו (אוניברסיטת ניו יורק), ומתאו וייל (SISSA) מסבירים, "פוטונים כהים הם חלקיקים חדשים היפותטיים שהם נושאי כוח לחדש כוח בגזרה האפלה, בדומה לאופן שבו הפוטון הוא נושא הכוח עבורו אלקטרומגנטיות. לעומת זאת, בניגוד לפוטונים, הם יכולים להיות בעלי מסה. בפרט, הפוטון הכהה הבהיר במיוחד - עם מסה קטנה כמו עשרים סדרי גודל פחות מהאלקטרון - הוא מועמד טוב עבור חומר אפל".
דומה לאופן שבו סוגים שונים של ניטרינו מתערבבים, כהים ורגילים פוטונים צפויים גם לעשות זאת, מה שמאפשר לחומר אפל פוטון כהה בהיר במיוחד להפוך לפוטונים בתדר נמוך. ה רשת קוסמית יחומם על ידי פוטונים אלה, אך בניגוד למנגנוני חימום אחרים המבוססים על תהליכים אסטרופיזיקליים, כמו היווצרות כוכבים ורוחות גלקטיות, תהליך החימום הזה מפוזר ויעיל יותר אפילו במקומות שאינם צפופים במיוחד.
מתאו וייל מסביר: "בדרך כלל נעשה שימוש בחוטים קוסמיים כדי לחקור תכונות בקנה מידה קטן של חומר אפל, בעוד שבמקרה זה, השתמשנו בפעם הראשונה בנתוני המדיום הבין-גלקטי הנמוך כקלורימטר, כדי לבדוק אם כל תהליכי החימום שאנו מודעים להם. מספיקים כדי לשחזר את הנתונים. גילינו שזה לא המקרה: חסר משהו שאנחנו מדגמים כתרומה שמפיק הפוטון האפל".
עיון ביומן:
- ג'יימס ס. בולטון, אנדראה קפוטו, הונגוואן ליו ומתאו וייל. השוואה בין תצפיות יער Lyman-α בהסטה לאדום נמוכה להדמיות הידרודינמיות עם חומר אפל פוטון כהה. מכתבי סקירה פיזית. DOI: 10.1103 / PhysRevLett.129.211102
