Asztrofizikusok tanulmányozták a távoli kvazárok sugárzási spektrumát. Adatok a fény molekuláris abszorpciójáról
Az univerzumban lévő sűrű gázfelhők elnyelika távoli kvazárokból származó fény egy része, vonalakat hozva létre az emissziós spektrumokban. Ebben az esetben az anyag összetételétől függően bizonyos hosszúságú hullámok nyelődnek el ezekben a felhőkben. E vonalak szélességének elemzésével a kutatók információkat nyerhetnek ki a felhők sűrűségéről, hőmérsékletéről és egyéb jellemzőiről.
A távoli kvazár fénye régiókon halad átsűrű gáz (lila) az intergalaktikus közegben. A gáz bizonyos frekvenciákon elnyeli a fényt, ami a kvazár spektrumában abszorpciós vonalak "erdőjét" eredményezi (zöld). Kép: P. Gaikwad/Kavli Kozmológiai Intézet, Cambridge
Fényelnyelési adatok a Lyman-alfa vonal alapjána hidrogén esetében egybeesik az univerzumban található molekuláris gáz összetételére vonatkozó klasszikus elképzeléseken alapuló modellezéssel. De van kivétel: viszonylag közeli gázfelhők esetében. A megfigyelések azt mutatják, hogy ezek az alacsony vöröseltolódású felhők a vártnál szélesebb abszorpciós vonalakat produkálnak.
Az abszorpciós vezetékek tágulása a fűtéssel járfelhők A kutatók úgy vélik, hogy ez a sötét fotonoknak való kitettségnek köszönhető. Ezek hipotetikus tömeg nélküli részecskék, amelyek a sötét anyag fotonjainak megfelelői.
Ez a sötét foton kis mennyiségű energiát adhat a rendszerhez, és felmelegíti a gázt, [ami] a vonalakat egy kicsit szélesebbé és konzisztensebbé teszi az adatokkal.
Andrea Caputo, a CERN kutatója és a cikk társszerzője
A sötét foton elmélet azt sugallja, hogy a részecskékspontán átalakulhat normál fotonokká. Egy ilyen átalakulás valószínűsége kicsi, de az átalakulások felgyorsulhatnak, amikor a sötét fotonok belépnek egy ionizált gázba, amely kielégíti a rezonanciafeltételt.
A tudósok szimulációi kimutatták, hogy a sötét fotonokrendkívül kis, körülbelül 10-14 eV/c 2 tömegű (körülbelül 10 19-szer kisebb, mint egy elektron tömege) kis vöröseltolódással rezonáns módon fotonokká alakíthatók át Lyman-alfa felhőkben. Ez az átalakítás hidrogénatomonként 5-7 eV energiát visz be a gázba. Ez elég a megfigyelések magyarázatához.
A tudósok további kísérleteken dolgoznak, amelyek megerősítik ezt a hipotézist, és elutasítják a molekulafelhőkben megfigyelt gázmelegedés lehetséges alternatív magyarázatait.
Olvass tovább:
Egy ősi amulett írta át Európa legtitokzatosabb nyelvének történetét
A teheneket kenderrel etették, és ellenőrizték, mi történt a tejükkel
Létrehozott egy navigációs rendszert, amely pontosabb, mint a GPS