通用暗物质“暗光子”的存在,无形中加热宇宙星际气体

观测表明星际气体云的实际温度比预测还高了一些,科学家最近新研究认为,一种可能解释是暗物质在无形中加热了这些宇宙气体。

我们知道宇宙星际气体云会吸收遥远星系、类星体产生的特殊类型光(比如光子能量不同),当遥远星光穿过相对密集的中性氢团,非常特定波长的光被中性氢吸收,会于光谱观测中产生莱曼α线(Ly-α)吸收线,且随着宇宙膨胀导致光红移至不同波长,最终便形成“莱曼α森林(Lyman-alpha forest)”的吸收线总和。

现在,科学家表示我们可通过莱曼α森林观察星际气体找到称为“暗光子”的通用物质。

如果中性氢分子完全静止,则莱曼α森林看起来会像一条难以置信的细线;如果氢分子在移动,那么气体越热,分子动能越大,莱曼α森林的吸收线间隙也越大,科学家可借此测量星际气体云的温度。

然而根据一篇新研究,科学家发现传播在星系之间的气体云似乎过热,计算机模拟预测它们应该比观察结果冷一些,或许这代表有什么东西正在加热这些云。

研究人员称,出现温度差异的可能解释是暗光子存在。暗光子还是另一种新自然力的载体,可能与其他潜在暗物质粒子相互作用,而模型还表明暗光子有一项绝活把戏:偶尔会变成普通光子,做着普通光子总是在做的工作:加热。

当然团队未排除其他可能的解释,他们希望能够启发更多探索早期宇宙星际介质特性的研究。该论文发布在《物理评论快报》(Physical Review Letters)。

(首图来源:pixabay)