La materia oscura podría estar compuesta por fotones oscuros muy ligeros que han calentado nuestro universo: este es un nuevo escenario propuesto en un estudio publicado recientemente en la revista científica Cartas de revisión física. Los autores dicen que esta hipótesis está en excelente acuerdo con las observaciones realizadas por el Espectrómetro de Origen Cósmico (COS) a bordo del Telescopio Espacial Hubble, que toma medidas de la «telaraña cósmica», la intrincada y tenue red de filamentos que llena el espacio. intergaláctico. Los datos recopilados por COS indican que los filamentos cósmicos intergalácticos son mucho más calientes de lo previsto a partir de las simulaciones hidrodinámicas del modelo estándar de formación de estructuras. «Dado que los fotones oscuros podrán transformarse en fotones de baja frecuencia y calentar estructuras cósmicas», explican los científicos, «pueden explicar bien la información experimental». El estudio fue realizado por investigadores de SISSA en colaboración con investigadores de las universidades de Tel Aviv, Nottingham y Nueva York.

Los fotones oscuros son un buen candidato para la materia oscura.

«Los fotones oscuros son nuevas partículas virtuales que son los portadores de fuerza de una nueva fuerza en el sector oscuro, al igual que un fotón es el portador de fuerza del electromagnetismo» Autores James S. Universidad de Tel Aviv), Hongwan Liu (NYU) y Matthew Fell (SISSA) explican. «A diferencia de un fotón, pueden tener masa. En particular, un fotón muy ligero, con una masa de menos de veinte órdenes de magnitud de un electrón, es un buen candidato para la materia oscura. La materia oscura y los fotones ordinarios, como diferentes tipos de También se espera que los neutrinos se mezclen, permitiendo que la materia oscura convierta los fotones oscuros en fotones de baja frecuencia. Estos fotones calentarán la red cósmica, pero a diferencia de otros mecanismos de calentamiento basados ​​en procesos astrofísicos, como la formación estelar y los vientos galácticos, este proceso de calentamiento también es más extendida y eficiente en regiones que no son muy densas.

elemento faltante

Mathieu Viel explica: «Por lo general, los filamentos cósmicos se usan para probar las propiedades de la materia oscura a pequeña escala, mientras que en este caso usamos por primera vez datos intergalácticos de bajo corrimiento al rojo como calorímetro, para verificar si todos los procesos de calentamiento están lo suficientemente informados para reproducir los datos. Descubrimos que este no es el caso: falta algo, y lo representamos como una contribución de la producción de fotones oscuros».

El trabajo determinó la masa y la combinación del fotón oscuro con el modelo estándar del fotón necesario para conciliar la discrepancia entre las observaciones y las simulaciones; Este esfuerzo podría conducir a más investigaciones teóricas y de observación para explorar la emocionante posibilidad de que un fotón oscuro pueda formar materia oscura.