Astrofizycy badali widma promieniowania odległych kwazarów. Dane dotyczące absorpcji światła na poziomie molekularnym
Gęste chmury gazu we wszechświecie pochłaniajączęść światła z odległych kwazarów, tworząc linie w widmach emisyjnych. W tym przypadku, w zależności od składu materii, w tych chmurach pochłaniane są fale o określonej długości. Analizując szerokość tych linii, naukowcy mogą uzyskać informacje o gęstości, temperaturze i innych cechach chmur.
Światło z odległego kwazara przechodzi przez regionygęsty gaz (fioletowy) w ośrodku międzygalaktycznym. Gaz pochłania światło o określonych częstotliwościach, co powoduje powstanie „lasu” linii absorpcyjnych w widmie kwazara (kolor zielony). Zdjęcie: P. Gaikwad/Kavli Institute for Cosmology, Cambridge
Dane dotyczące absorpcji światła przez linię Lyman-alfadla wodoru pokrywają się z modelowaniem opartym na klasycznych koncepcjach dotyczących składu gazu cząsteczkowego we Wszechświecie. Ale jest wyjątek: dla stosunkowo bliskich obłoków gazu. Obserwacje pokazują, że te chmury o niskim przesunięciu ku czerwieni wytwarzają szersze linie absorpcyjne niż przewidywano.
Ekspansja linii absorpcyjnych wiąże się z ogrzewaniemchmury Naukowcy uważają, że jest to spowodowane ekspozycją na ciemne fotony. Są to hipotetyczne cząstki bezmasowe, które są odpowiednikiem fotonów ciemnej materii.
Ten ciemny foton może dodać niewielką ilość energii do układu i podgrzać gaz, [co sprawia], że linie są nieco szersze i bardziej spójne z danymi.
Andrea Caputo, badacz CERN i współautor artykułu
Teoria ciemnych fotonów sugeruje, że cząstkimoże spontanicznie przekształcić się w normalne fotony. Prawdopodobieństwo takiej przemiany jest niewielkie, ale przemiany te można przyspieszyć, gdy ciemne fotony wejdą w zjonizowany gaz spełniający warunek rezonansu.
Symulacje naukowców wykazały, że ciemne fotonyo niezwykle małej masie około 10-14 eV/c 2 (około 10 19 razy mniejszej niż masa elektronu) może zostać rezonansowo przekształcony w fotony w obłokach Lyman-alfa z niewielkim przesunięciem ku czerwieni. Ta konwersja wprowadzi do gazu od 5 do 7 eV energii na atom wodoru. To wystarczy, aby wyjaśnić obserwacje.
Naukowcy pracują nad dodatkowymi eksperymentami, które potwierdzą tę hipotezę i odrzucą możliwe alternatywne wyjaśnienia obserwowanego ogrzewania gazu w obłokach molekularnych.
Czytaj więcej:
Starożytny amulet napisał na nowo historię najbardziej tajemniczego języka Europy
Krowy karmiono konopiami i sprawdzano, co dzieje się z ich mlekiem
Stworzył system nawigacji, który jest dokładniejszy niż GPS