Астрофізики вивчили спектри випромінювання від далеких квазарів. Дані про поглинання світла молекулярними
Щільні газові хмари у Всесвіті поглинаютьчастина світла від далеких квазарів, створюючи лінії у спектрах випромінювання. При цьому залежно від складу речовини у цих хмарах поглинаються хвилі з певною довжиною. Аналізуючи ширину цих ліній, дослідники можуть отримати інформацію про щільність, температуру та інші характеристики хмар.
Світло від далекого квазара проходить через областіщільного газу (фіолетового кольору) у міжгалактичному середовищі. Газ поглинає світло на певних частотах, що призводить до «лісу» ліній поглинання у спектрах квазара (зелений). Зображення: P. Gaikwad/Kavli Institute for Cosmology, Cambridge
Дані про поглинання світла лінією Лаймана-альфадля водню збігаються з моделюванням на основі класичних уявлень про склад молекулярного газу у Всесвіті. Але є виняток: щодо відносно близьких газових хмар. Спостереження показують, що ці хмари з малим червоним усуненням виробляють ширші лінії поглинання, ніж передбачалося.
Розширення ліній поглинань пов'язане із нагріваннямхмар. Дослідники вважають, що це пов'язано з впливом чорних фотонів. Це гіпотетичні безмасові частинки, які є аналогом фотонів для темної матерії.
Цей темний фотон може додавати в систему невелику кількість енергії та нагрівати газ, що робить лінії трохи ширше і краще узгоджується з даними.
Андреа Капуто, дослідник із ЦЕРНу та співавтор роботи
Теорія темних фотонів припускає, що частинкиможуть спонтанно перетворюватися на нормальні фотони. Імовірність такого перетворення мала, але перетворення можуть бути прискорені при попаданні темних фотонів у іонізований газ, що задовольняє умову резонансу.
Моделювання вчених показало, що темні фотониз надзвичайно малою масою близько 10-14 ев/c 2 (приблизно в 10 19 разів менше маси електрона) могли б резонансно перетворюватися на фотони в хмарах Лайман-альфа з малим червоним зміщенням. Це перетворення введе до газу від 5 до 7 еВ енергії на атом водню. Цього достатньо, щоб пояснити спостереження.
Вчені працюють над додатковими експериментами, які дозволять підтвердити цю гіпотезу і відхилити можливі альтернативні пояснення нагріву газу, що спостерігається, в молекулярних хмарах.
Читати далі:
Стародавній амулет переписав історію найзагадковішої мови Європи
Корів нагодували конопель і перевірили, що стало з їх молоком.
Створено навігаційну систему, яка точніше, ніж GPS