لقد درس علماء الفيزياء الفلكية أطياف الإشعاع الصادر عن الكوازارات البعيدة. بيانات عن امتصاص الضوء بواسطة الجزيئات
تمتص السحب الغازية الكثيفة في الكونجزء من الضوء القادم من الكوازارات البعيدة ، مكونًا خطوطًا في أطياف الانبعاث. في هذه الحالة ، اعتمادًا على تكوين المادة ، يتم امتصاص موجات بطول معين في هذه السحب. من خلال تحليل عرض هذه الخطوط ، يمكن للباحثين استخراج معلومات حول الكثافة ودرجة الحرارة والخصائص الأخرى للسحب.
يمر الضوء القادم من كوازار بعيد عبر مناطقغاز كثيف (أرجواني) في وسط المجرات. يمتص الغاز الضوء عند ترددات معينة ، مما يؤدي إلى "غابة" من خطوط الامتصاص في أطياف الكوازار (الأخضر). الصورة: P. Gaikwad / Kavli Institute for Cosmology ، Cambridge
بيانات امتصاص الضوء بواسطة خط ليمان ألفاللهيدروجين مع النمذجة القائمة على الأفكار الكلاسيكية حول تكوين الغاز الجزيئي في الكون. ولكن هناك استثناء: لسحب الغاز القريبة نسبيًا. تظهر الملاحظات أن هذه الغيوم ذات الانزياح الأحمر المنخفض تنتج خطوط امتصاص أوسع مما كان متوقعًا.
يرتبط توسع خطوط الامتصاص بالتسخينسحاب ويعتقد الباحثون أن هذا يرجع إلى التعرض للفوتونات المظلمة. هذه هي جسيمات افتراضية عديمة الكتلة وتعادل فوتونات المادة المظلمة.
يمكن لهذا الفوتون المظلم أن يضيف كمية صغيرة من الطاقة إلى النظام ويسخن الغاز ، [مما يجعل] الخطوط أوسع قليلاً وأكثر اتساقًا مع البيانات.
أندريا كابوتو ، باحثة في CERN ومؤلفة مشاركة في البحث
تقترح نظرية الفوتون المظلم أن الجسيماتيمكن أن تتحول تلقائيًا إلى فوتونات عادية. احتمال حدوث مثل هذا التحول ضئيل ، ولكن يمكن تسريع التحولات عندما تدخل الفوتونات المظلمة إلى غاز مؤين يلبي حالة الرنين.
أظهرت محاكاة العلماء أن الفوتونات المظلمةمع كتلة صغيرة للغاية تبلغ حوالي 10-14 إلكترون فولت / ج 2 (حوالي 10 19 مرة أقل من كتلة الإلكترون) يمكن تحويلها رنينًا إلى فوتونات في سحب ليمان ألفا مع انزياح أحمر صغير. سيقدم هذا التحويل من 5 إلى 7 إلكترون فولت من الطاقة لكل ذرة هيدروجين في الغاز. هذا يكفي لشرح الملاحظات.
يعمل العلماء على تجارب إضافية تؤكد هذه الفرضية وترفض التفسيرات البديلة المحتملة لتسخين الغاز الملحوظ في السحب الجزيئية.
قراءة المزيد:
تميمة قديمة أعادت كتابة تاريخ أكثر اللغات غموضًا في أوروبا
تم تغذية الأبقار بالقنب وفحص ما حدث لحليبها
إنشاء نظام ملاحة أكثر دقة من نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)