En ny studie foreslo et scenario om at mørk materie kunne lages fra ultralette mørke fotoner som varmet opp universet vårt.
Cosmic Origin Spectrograph (COS) om bord på Hubble-romteleskopet, som måler det "kosmiske nettet", de intrikate og spinkle filamentene som fyller rommet mellom galakser, sier at denne hypotesen er i perfekt samsvar med observasjoner. I følge dataene samlet inn av COS, indikerer de hydrodynamiske simuleringene av den tradisjonelle modellen for strukturdannelse at kosmiske intergalaktiske filamenter er varmere enn de er.
Forskere sa, "Siden mørke fotoner kunne omdannes til lavfrekvente fotoner og varme opp de kosmiske strukturene. De kunne godt forklare den eksperimentelle informasjonen.»
Forfatterne James S. Bolton (University of Nottingham), Andrea Caputo (CERN og Tel Aviv University), Hongwan Liu (New York University) og Matteo Viel (SISSA) forklarer, "Mørke fotoner er hypotetiske nye partikler som er kraftbærerne for en ny kraft i den mørke sektoren, omtrent som hvordan fotonet er kraftbæreren for elektromagnetisme. I motsetning til fotoner kan de imidlertid ha masse. Spesielt er det ultralette mørke fotonet - med en masse så liten som tjue størrelsesordener mindre enn elektronet - en god kandidat for mørk materie».
Ligner på hvordan ulike typer nøytrinoer blandes, mørke og vanlige fotoner forventes også å gjøre det, slik at mørk materie med ultralett mørk foton kan transformeres til lavfrekvente fotoner. De kosmisk nett vil bli varmet opp av disse fotonene, men i motsetning til andre oppvarmingsmekanismer basert på astrofysiske prosesser, som stjernedannelse og galaktiske vinder, er denne oppvarmingsprosessen mer diffus og effektiv selv på steder som ikke er veldig tette.
Matteo Viel forklarer: "Vanligvis har kosmiske filamenter blitt brukt til å undersøke egenskapene til mørk materie i liten skala, mens i dette tilfellet har vi for første gang brukt dataene med lavt rødforskyvning av intergalaktisk medium som et kalorimeter, for å sjekke om alle oppvarmingsprosessene vi er klar over er tilstrekkelig til å reprodusere dataene. Vi fant ut at dette ikke er tilfelle: det mangler noe som vi modellerer som et bidrag produsert av det mørke fotonet.»
Tidsreferanse:
- James S. Bolton, Andrea Caputo, Hongwan Liu og Matteo Viel. Sammenligning av lav-rødforskyvning Lyman-α skogobservasjoner med hydrodynamiske simuleringer med mørk foton mørk materie. Physical Review Letters. GJØR JEG: 10.1103/PhysRevLett.129.211102
