Astrofysikere har studeret emissionsspektrene for fjerne kvasarer.
Tætte gasskyer i universet absorbereren del af lyset fra fjerne kvasarer, hvilket skaber linjer i emissionsspektrene. I dette tilfælde, afhængigt af stoffets sammensætning, absorberes bølger med en vis længde i disse skyer. Ved at analysere bredden af disse linjer kan forskere udtrække information om tætheden, temperaturen og andre egenskaber ved skyer.
Lys fra en fjern kvasar passerer gennem regionertæt gas (lilla) i det intergalaktiske medium. Gassen absorberer lys ved bestemte frekvenser, hvilket resulterer i en "skov" af absorptionslinjer i kvasarens spektre (grøn). Billede: P. Gaikwad/Kavli Institut for Kosmologi, Cambridge
Lysabsorptionsdata af Lyman-alpha-linjenfor brint falder sammen med modellering baseret på klassiske ideer om sammensætningen af molekylær gas i universet. Men der er en undtagelse: For relativt tætte gasskyer. Observationer viser, at disse lavt rødforskydningsskyer producerer bredere absorptionslinjer end forudsagt.
Udvidelsen af absorptionslinjer er forbundet med opvarmningskyer Forskere mener, at dette skyldes eksponering for mørke fotoner. Disse er hypotetiske masseløse partikler, der svarer til fotoner for mørkt stof.
Denne mørke foton kan tilføje en lille mængde energi til systemet og opvarme gassen, [hvilket gør] linjerne lidt bredere og mere i overensstemmelse med dataene.
Andrea Caputo, CERN-forsker og medforfatter til papiret
Den mørke fotonteori antyder, at partiklerkan spontant omdannes til normale fotoner. Sandsynligheden for en sådan transformation er lille, men transformationerne kan accelereres, når mørke fotoner kommer ind i en ioniseret gas, der opfylder resonansbetingelserne.
Forskeres simuleringer har vist, at mørke fotonermed en ekstrem lille masse på omkring 10-14 eV/c 2 (ca. 10 19 gange mindre end massen af en elektron) kunne resonans omdannes til fotoner i Lyman-alfa skyer med en lille rødforskydning. Denne omdannelse vil indføre 5 til 7 eV energi pr. brintatom i gassen. Dette er nok til at forklare observationerne.
Forskere arbejder på yderligere eksperimenter, der vil bekræfte denne hypotese og afvise mulige alternative forklaringer på den observerede opvarmning af gas i molekylære skyer.
Læs mere:
En gammel amulet omskrev historien om Europas mest mystiske sprog
Køer blev fodret med hamp og tjekkede, hvad der skete med deres mælk
Skabt et navigationssystem, der er mere præcist end GPS