天体物理学者は、遠くのクエーサーの放射スペクトルを研究してきました。
宇宙の高密度ガス雲が吸収遠方のクエーサーからの光の一部であり、発光スペクトルに線を作成します。この場合、物質の組成に応じて、特定の長さの波がこれらの雲に吸収されます。これらの線の幅を分析することで、研究者は雲の密度、温度、およびその他の特性に関する情報を抽出できます。
遠くのクエーサーからの光が領域を通過する銀河間媒体中の濃いガス (紫色)。ガスは特定の周波数で光を吸収し、その結果、クエーサー (緑) のスペクトルに吸収線の「森」ができます。画像: P. Gaikwad/Kavli Institute for Cosmology、ケンブリッジ
ライマンα線による吸光データ水素については、宇宙の分子ガスの組成に関する古典的な考えに基づくモデリングと一致します。ただし、例外があります。比較的近いガス雲の場合です。観測は、これらの低赤方偏移の雲が予測よりも広い吸収線を生成することを示しています。
吸収線の拡大は加熱に関連します雲研究者らは、これは暗い光子への曝露によるものだと考えています。これらは、暗黒物質の光子に相当する、仮説上の無質量粒子です。
このダークフォトンは、システムに少量のエネルギーを追加し、ガスを加熱することができます.
CERN の研究者で論文の共著者である Andrea Caputo 氏
ダークフォトン理論は、粒子が通常の光子に自発的に変換できます。このような変換の確率は小さいですが、共鳴条件を満たす電離ガスにダークフォトンが入ると、変換が加速されます。
科学者のシミュレーションは、ダークフォトンが約 10-14 eV/c 2 (電子の質量の約 10 19 分の 1) という非常に小さな質量をもつ雲は、小さな赤方偏移を持つライマン アルファ雲で共鳴的に光子に変換される可能性があります。この変換により、水素原子 1 個あたり 5 ～ 7 eV のエネルギーがガスに導入されます。これは観察を説明するのに十分です。
科学者は、この仮説を確認し、観測された分子雲内のガスの加熱について考えられる別の説明を拒否する追加の実験に取り組んでいます。
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