Astrofyysikot ovat tutkineet kaukaisten kvasaarien säteilyn spektrejä. Tiedot valon absorptiosta molekyylien avulla
Tiheät kaasupilvet universumissa absorboivatosa kaukaisten kvasaarien valoa luoden viivoja emissiospektreihin. Tässä tapauksessa, riippuen aineen koostumuksesta, tietynpituiset aallot absorboituvat näihin pilviin. Analysoimalla näiden viivojen leveyttä tutkijat voivat poimia tietoa pilvien tiheydestä, lämpötilasta ja muista ominaisuuksista.
Kaukaisen kvasaarin valo kulkee alueiden läpitiheä kaasu (violetti) intergalaktisessa väliaineessa. Kaasu absorboi valoa tietyillä taajuuksilla, mikä johtaa absorptioviivojen "metsään" kvasaarin spektrissä (vihreä). Kuva: P. Gaikwad/Kavli Institute for Cosmology, Cambridge
Valon absorptiotiedot Lyman-alfa-linjallavedyn osalta samaan aikaan mallinnuksen kanssa, joka perustuu klassisiin ideoihin molekyylikaasun koostumuksesta universumissa. Mutta on poikkeus: suhteellisen läheisille kaasupilville. Havainnot osoittavat, että nämä matalan punasiirtymän pilvet tuottavat ennustettua leveämpiä absorptioviivoja.
Absorptiolinjojen laajeneminen liittyy lämmitykseenpilviä Tutkijat uskovat, että tämä johtuu altistumisesta tummille fotoneille. Nämä ovat hypoteettisia massattomia hiukkasia, jotka vastaavat pimeän aineen fotoneja.
Tämä tumma fotoni voi lisätä pienen määrän energiaa järjestelmään ja lämmittää kaasua, [mikä tekee] viivoista hieman leveämpiä ja yhdenmukaisempia datan kanssa.
Andrea Caputo, CERN-tutkija ja artikkelin toinen kirjoittaja
Tumma fotoniteoria ehdottaa, että hiukkasetvoi spontaanisti muuttua normaaleiksi fotoneiksi. Tällaisen muutoksen todennäköisyys on pieni, mutta muutoksia voidaan kiihdyttää, kun tummia fotoneja tulee ionisoituun kaasuun, joka täyttää resonanssiehdon.
Tutkijoiden simulaatiot ovat osoittaneet, että tummat fotonitäärimmäisen pienellä massalla, noin 10-14 eV/c 2 (noin 10 19 kertaa vähemmän kuin elektronin massa), voitaisiin resonanssia muuttaa fotoneiksi Lyman-alfa-pilvissä pienellä punasiirtymällä. Tämä muunnos tuo kaasuun 5-7 eV energiaa vetyatomia kohti. Tämä riittää selittämään havainnot.
Tutkijat työskentelevät lisäkokeiden parissa, jotka vahvistavat tämän hypoteesin ja hylkäävät mahdolliset vaihtoehtoiset selitykset havaitusta kaasun kuumenemisesta molekyylipilvissä.
Lue lisää:
Muinainen amuletti kirjoitti uudelleen Euroopan salaperäisimmän kielen historian
Lehmille syötettiin hamppua ja he tarkastivat, mitä heidän maidolle tapahtui
Luonut navigointijärjestelmän, joka on tarkempi kuin GPS