Los científicos encuentran nuevas pistas de que la materia oscura co

imagen: Proyección 2D de la red cósmica obtenida a partir de una simulación por supercomputadora.
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Crédito: Dr. Ewald Puchwein y la colaboración Sherwood-Relics

La materia oscura podría estar formada por fotones oscuros ultraligeros que han calentado nuestro universo: este es un nuevo escenario propuesto en un estudio publicado recientemente en la revista científica Cartas de exploración física. Esta hipótesis, dicen los autores, está en excelente acuerdo con las observaciones realizadas por el Espectrógrafo 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. entre galaxias. Los datos recopilados por COS sugieren que los filamentos intergalácticos cósmicos son más calientes de lo previsto por las simulaciones hidrodinámicas del Modelo Estándar de formación de estructuras. «Dado que los fotones oscuros podrían convertirse en fotones de baja frecuencia y calentar estructuras cósmicas», explican los científicos, «bien podrían explicar 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 buenos candidatos para la materia oscura»

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«Los fotones oscuros son nuevas partículas hipotéticas que son los portadores de fuerza de una nueva fuerza en el sector oscuro, al igual que el fotón es el portador de fuerza del electromagnetismo», autores James S. Bolton (Universidad de Notitngham), Andrea Caputo (CERN y Tel Aviv) University), Hongwan Liu (Universidad de Nueva York) y Matteo Viel (SISSA) explican. “Sin embargo, a diferencia del fotón, pueden tener masa. En particular, el fotón oscuro ultraligero, con una masa tan pequeña como veinte órdenes de magnitud menor que la del electrón, es un buen candidato para la materia oscura”. Los fotones oscuros y los fotones regulares también deberían mezclarse como los diferentes tipos de neutrinos, permitiendo que la materia oscura de los fotones oscuros ultraligeros se convierta 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 es más difuso y efectivo también en regiones de baja densidad.

el elemento faltante

Matteo Viel explica: «Por lo general, los filamentos cósmicos se han utilizado para probar las propiedades de la materia oscura a escala fina, mientras que en este caso usamos por primera vez datos del medio intergaláctico de bajo corrimiento al rojo como calorímetro, para verificar si todos los procesos de calentamiento conocidos. para nosotros son suficientes para reproducir los datos. Encontramos que no es así: falta algo, que modelamos como una contribución producida por el fotón oscuro”.

El trabajo identificó la masa y la mezcla del fotón oscuro con el fotón del modelo estándar necesario para reconciliar la discrepancia entre las observaciones y la simulación; este esfuerzo podría conducir a más investigaciones teóricas y de observación para explorar la emocionante posibilidad de que el fotón oscuro pueda constituir materia oscura.


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