Los astrofísicos han estudiado los espectros de radiación de quásares distantes. Datos sobre la absorción de luz por moléculas.
Las densas nubes de gas del universo absorbenparte de la luz de cuásares distantes, creando líneas en los espectros de emisión. En este caso, dependiendo de la composición de la materia, estas nubes absorben ondas de cierta longitud. Al analizar el ancho de estas líneas, los investigadores pueden extraer información sobre la densidad, la temperatura y otras características de las nubes.
La luz de un quásar distante atraviesa regionesgas denso (púrpura) en el medio intergaláctico. El gas absorbe luz a ciertas frecuencias, lo que da como resultado un "bosque" de líneas de absorción en los espectros del cuásar (verde). Imagen: P. Gaikwad/Instituto Kavli de Cosmología, Cambridge
Datos de absorción de luz por la línea Lyman-alfapara el hidrógeno coinciden con modelos basados en ideas clásicas sobre la composición del gas molecular en el Universo. Pero hay una excepción: para nubes de gas relativamente cercanas. Las observaciones muestran que estas nubes de bajo corrimiento al rojo producen líneas de absorción más amplias de lo previsto.
La expansión de las líneas de absorción está asociada con el calentamiento.nubes Los investigadores creen que esto se debe a la exposición a fotones oscuros. Se trata de partículas hipotéticas sin masa que equivalen a los fotones de la materia oscura.
Este fotón oscuro puede agregar una pequeña cantidad de energía al sistema y calentar el gas, [lo que hace] que las líneas sean un poco más anchas y más consistentes con los datos.
Andrea Caputo, investigador del CERN y coautor del artículo
La teoría del fotón oscuro sugiere que las partículaspuede transformarse espontáneamente en fotones normales. La probabilidad de tal transformación es pequeña, pero las transformaciones pueden acelerarse cuando los fotones oscuros ingresan a un gas ionizado que satisface la condición de resonancia.
Las simulaciones de los científicos han demostrado que los fotones oscuroscon una masa extremadamente pequeña de alrededor de 10-14 eV/c 2 (aproximadamente 10 19 veces menos que la masa de un electrón) podría convertirse resonantemente en fotones en nubes Lyman-alfa con un pequeño corrimiento al rojo. Esta conversión introducirá de 5 a 7 eV de energía por átomo de hidrógeno en el gas. Esto es suficiente para explicar las observaciones.
Los científicos están trabajando en experimentos adicionales que confirmarán esta hipótesis y rechazarán posibles explicaciones alternativas para el calentamiento del gas observado en las nubes moleculares.
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