Astrofysici hebben de spectra van straling van verre quasars bestudeerd. Gegevens over de absorptie van licht door moleculaire
Dichte gaswolken in het heelal absorbereneen deel van het licht van verre quasars, waardoor lijnen in de emissiespectra ontstaan. In dit geval worden, afhankelijk van de samenstelling van de materie, golven met een bepaalde lengte geabsorbeerd in deze wolken. Door de breedte van deze lijnen te analyseren, kunnen onderzoekers informatie extraheren over de dichtheid, temperatuur en andere kenmerken van wolken.
Licht van een verre quasar gaat door gebiedendicht gas (paars) in het intergalactische medium. Het gas absorbeert licht op bepaalde frequenties, wat resulteert in een "bos" van absorptielijnen in de spectra van de quasar (groen). Afbeelding: P. Gaikwad/Kavli Instituut voor Kosmologie, Cambridge
Lichtabsorptiegegevens door de Lyman-alpha-lijnvoor waterstof vallen samen met modellering op basis van klassieke ideeën over de samenstelling van moleculair gas in het heelal. Maar er is een uitzondering: voor relatief dichte gaswolken. Waarnemingen tonen aan dat deze lage roodverschuivingswolken bredere absorptielijnen produceren dan voorspeld.
De uitzetting van absorptielijnen gaat gepaard met verwarmingwolken Onderzoekers denken dat dit te wijten is aan blootstelling aan donkere fotonen. Dit zijn hypothetische massaloze deeltjes die het equivalent zijn van fotonen voor donkere materie.
Dit donkere foton kan een kleine hoeveelheid energie aan het systeem toevoegen en het gas opwarmen, [waardoor] de lijnen iets breder worden en consistenter met de gegevens.
Andrea Caputo, CERN-onderzoeker en co-auteur van het artikel
De donkere fotonentheorie suggereert dat deeltjesspontaan kunnen transformeren in normale fotonen. De kans op een dergelijke transformatie is klein, maar de transformaties kunnen worden versneld wanneer donkere fotonen een geïoniseerd gas binnendringen dat voldoet aan de resonantievoorwaarde.
Simulaties van wetenschappers hebben aangetoond dat donkere fotonenmet een extreem kleine massa van ongeveer 10-14 eV/c 2 (ongeveer 10 19 keer minder dan de massa van een elektron) kon resonant worden omgezet in fotonen in Lyman-alpha wolken met een kleine roodverschuiving. Deze omzetting brengt 5 tot 7 eV energie per waterstofatoom in het gas. Dit is voldoende om de waarnemingen te verklaren.
Wetenschappers werken aan aanvullende experimenten die deze hypothese zullen bevestigen en mogelijke alternatieve verklaringen voor de waargenomen opwarming van gas in moleculaire wolken verwerpen.
Lees verder:
Een oud amulet herschreef de geschiedenis van Europa's meest mysterieuze taal
Koeien kregen hennep te eten en controleerden wat er met hun melk gebeurde
Creëerde een navigatiesysteem dat nauwkeuriger is dan GPS