Нове дослідження запропонувало сценарій, згідно з яким темна матерія може утворюватися з надлегких темних фотонів, які нагрівають наш Всесвіт.
Спектрограф космічного походження (COS) на борту космічного телескопа Хаббла, який вимірює «космічну павутину», заплутані та крихкі нитки, що заповнюють простір між галактиками, говорить, що ця гіпотеза повністю узгоджується зі спостереженнями. Відповідно до даних, зібраних COS, гідродинамічне моделювання традиційної моделі формування структури вказує на те, що космічні міжгалактичні нитки гарячіші, ніж вони.
Вчені сказали, «Оскільки темні фотони могли перетворюватися в фотони низької частоти і нагрівати космічні структури. Вони могли б добре пояснити експериментальну інформацію».
Автори Джеймс С. Болтон (Ноттінгемський університет), Андреа Капуто (CERN і Тель-Авівський університет), Хонгван Лю (Нью-Йоркський університет) і Маттео Віель (SISSA) пояснюють, «Темні фотони — це гіпотетичні нові частинки, які є носіями сили для нового сила в темному секторі, подібно до того, як фотон є носієм сили електромагнетизм. Однак, на відміну від фотонів, вони можуть мати масу. Зокрема, надлегкий темний фотон — з масою всього на двадцять порядків менше, ніж електрон — є хорошим кандидатом на темну матерію».
Подібно до того, як змішуються різні типи нейтрино, темні та звичайні фотонів також очікується, що це зробить, дозволяючи надлегкій темній фотонній темній матерії перетворюватися на низькочастотні фотони. The космічна мережа буде нагріватися цими фотонами, але на відміну від інших механізмів нагрівання, заснованих на астрофізичних процесах, наприклад зореутворення і галактичних вітрів, цей процес нагрівання більш дифузний і ефективний навіть у місцях, які не дуже щільні.
Маттео Віель пояснює,: «Зазвичай космічні нитки використовували для дослідження невеликих властивостей темної матерії, тоді як у цьому випадку ми вперше використали дані міжгалактичного середовища з низьким червоним зміщенням як калориметр, щоб перевірити, чи всі процеси нагрівання, про які ми знаємо, достатньо для відтворення даних. Ми виявили, що це не так: чогось не вистачає, що ми моделюємо як внесок, створений темним фотоном».
Довідка з журналу:
- Джеймс С. Болтон, Андреа Капуто, Хонгван Лю та Маттео Віель. Порівняння спостережень Lyman-α лісу з низьким червоним зміщенням і гідродинамічного моделювання з темною матерією темних фотонів. Physical Review Letters,. DOI: 10.1103/PhysRevLett.129.211102
