Bir süper bilgisayar simülasyonundan elde edilen kozmik ağın 2B projeksiyonu. Kredi: Dr. Ewald Puchwein ve Sherwood-Relics işbirliği
Varsayımsal yeni parçacıklar, Kozmik Köken Spektrografı tarafından Dünya üzerinde yapılan gözlemleri potansiyel olarak açıklayabilir. Hubble uzay teleskobu.
dergisinde yayınlanan yeni bir araştırmaya göre Fiziksel İnceleme Mektupları, karanlık maddenin evrenin ısınmasında rol oynamış olabilecek ultra hafif karanlık fotonlardan oluşması olasıdır. Araştırmacılara göre bu hipotez, galaksiler arasında var olan “kozmik ağ” olarak bilinen karmaşık ve dağınık iplikçik ağını gözlemleyen Hubble Uzay Teleskobu’ndaki Kozmik Köken Spektrografından (COS) yapılan gözlemlerle mükemmel bir uyum içindedir.
COS tarafından toplanan veriler, kozmik galaksiler arası iplikçiklerin, standart yapı oluşumu modelinin hidrodinamik simülasyonlarından elde edilen tahminlerden daha sıcak olduğunu öne sürüyor.
Bilim adamları, “Karanlık fotonlar düşük frekanslı fotonlara dönüşebileceği ve kozmik yapıları ısıtabileceği için, deneysel bilgiyi iyi açıklayabilirler” diye açıklıyor.
Çalışma, SISSA araştırmacıları tarafından Tel Aviv, Nottingham ve New York Üniversitelerindeki araştırmacılarla işbirliği içinde yürütülmüştür.
“Karanlık fotonlar, karanlık madde için iyi bir aday”
Yazarlar James S. Bolton, “Karanlık fotonlar, tıpkı fotonun elektromanyetizma için kuvvet taşıyıcısı olması gibi, karanlık sektördeki yeni bir kuvvetin kuvvet taşıyıcıları olan varsayımsal yeni parçacıklardır” (Nottingham Üniversitesi), Andrea Caputo (CERN ve Tel Aviv Üniversitesi), Hongwan Liu (New York Üniversitesi) ve Matteo Viel (SISSA) açıklıyor. “Ancak fotonun aksine, kütleleri olabilir. Özellikle, elektronunkinden yirmi kat daha küçük bir kütleye sahip ultra hafif karanlık foton, karanlık madde için iyi bir adaydır.”
Karanlık fotonların ve normal fotonların da farklı türdeki nötrinolar gibi karışması ve ultra hafif karanlık foton karanlık maddenin düşük frekanslı fotonlara dönüşmesine izin vermesi bekleniyor. Bu fotonlar kozmik ağı ısıtacak, ancak yıldız oluşumu ve galaktik rüzgarlar gibi astrofiziksel süreçlere dayanan diğer ısıtma mekanizmalarından farklı olarak, bu ısıtma süreci çok yoğun olmayan bölgelerde de daha dağınık ve verimli.
eksik eleman
Matteo Viel şöyle açıklıyor: “Genellikle, kozmik filamentler karanlık maddenin küçük ölçekli özelliklerini araştırmak için kullanılırken, bu durumda ilk kez düşük kırmızıya kaymalı intergalaktik ortam verilerini bir kalorimetre olarak kullandık. verileri çoğaltmak için yeterli olduğunun farkındadır. Durumun böyle olmadığını bulduk: Karanlık fotonun ürettiği bir katkı olarak modellediğimiz eksik bir şey var.”
Çalışma, karanlık fotonun kütlesini ve karışımını, gözlemler ve simülasyon arasındaki tutarsızlığı uzlaştırmak için gereken Standart Model foton ile tanımladı; bu çaba, karanlık fotonun karanlık maddeyi oluşturabileceğine dair heyecan verici olasılığı keşfetmek için daha fazla teorik ve gözlemsel araştırmaları teşvik edebilir.
Referans: James S. Bolton, Andrea Caputo, Hongwan Liu ve Matteo Viel, “Düşük Kırmızıya Kaymalı Lyman-α Ormanı Gözlemlerinin Karanlık Foton Karanlık Madde ile Hidrodinamik Simülasyonlarla Karşılaştırılması”, 18 Kasım 2022, Fiziksel İnceleme Mektupları.
DOI: 10.1103/PhysRevLett.129.211102