Новое исследование предложило сценарий, согласно которому темная материя может состоять из сверхлегких темных фотонов, нагревающих нашу Вселенную.
Спектрограф космического происхождения (COS) на борту космического телескопа Хаббл, который измеряет «космическую паутину», сложные и хрупкие нити, заполняющие пространство между галактиками, говорит, что эта гипотеза находится в полном согласии с наблюдениями. Согласно данным, собранным COS, гидродинамическое моделирование традиционной модели структурообразования показывает, что космические межгалактические нити они горячее, чем они есть.
Ученые сказали, «Поскольку темные фотоны могли превращаться в низкочастотные фотоны и нагревать космические структуры. Они вполне могли бы объяснить экспериментальную информацию».
Авторы Джеймс С. Болтон (Ноттингемский университет), Андреа Капуто (ЦЕРН и Тель-Авивский университет), Хунван Лю (Нью-Йоркский университет) и Маттео Виль (SISSA) объясняют: «Темные фотоны — это гипотетические новые частицы, которые являются носителями силы для нового сила в темном секторе, очень похоже на то, как фотон является носителем силы для электромагнетизм. Однако в отличие от фотонов они могут иметь массу. В частности, сверхлегкий темный фотон с массой всего на двадцать порядков меньше, чем у электрона, является хорошим кандидатом на роль темной материи".
Подобно тому, как смешиваются разные типы нейтрино, темные и обычные. фотонов Ожидается, что это произойдет, что позволит сверхлегким темным фотонам и темной материи трансформироваться в низкочастотные фотоны. космическая паутина будет нагреваться этими фотонами, но в отличие от других механизмов нагрева, основанных на астрофизических процессах, таких как звездообразование и галактических ветров, этот процесс нагрева более рассеян и эффективен даже в не очень плотных местах.
Маттео Виль объясняет,: «Обычно космические нити использовались для исследования мелкомасштабных свойств темной материи, а в этом случае мы впервые использовали данные межгалактической среды с низким красным смещением в качестве калориметра, чтобы проверить, все ли известные нам процессы нагревания достаточны для воспроизведения данных. Мы обнаружили, что это не так: чего-то не хватает, что мы моделируем как вклад темного фотона».
Справочник журнала:
- Джеймс С. Болтон, Андреа Капуто, Хунван Лю и Маттео Виль. Сравнение наблюдений леса Лайман-α с низким красным смещением с гидродинамическим моделированием с темным фотоном и темной материей. Physical Review Letters,, DOI: 10.1103 / PhysRevLett.129.211102
