Detectivii de materie întunecată abia știu nimic despre materia întunecată, dar acum știu acest lucru: Se comportă diferit pe marginea galaxiilor vechi decât în cele noi.
Materia întunecată este chestia pe care nu o putem vedea în univers. Acesta constituie cea mai mare parte a masei din univers, dar nu emite lumină. Cu toate acestea, se atacă de tot cu gravitație. Totul din univers acționează de parcă ar fi fost tras de nori mari grei de ceva ce nu putem vedea. Astronomii pur și simplu nu sunt siguri care este acest lucru.
O nouă lucrare, publicată pe 3 ianuarie în jurnalul lunar Notices of the Royal Astronomical Society, ajută la reducerea acesteia.
Cea mai mare parte a materiei întunecate de care oamenii de știință sunt conștienți există în „halos” sau nori în galaxii. Dar există o problemă: aceste nuclee nu se comportă așa cum ar trebui, conform simulărilor computerului.
Atunci când cercetătorii modelează comportamentul halosului de materie întunecată, aceste structuri formează de obicei anumite forme: bile dense de materie întunecată în centrele galaxiilor, înconjurate de înțepături tulbure ale lucrurilor. Astronomii numesc această distribuție „cusp” a materiei întunecate. Dar, în realitate, multe galaxii se comportă ca și cum materia lor întunecată orbitează în partea exterioară a galaxiei, înconjurând un „miez” care este mai mult sau mai puțin gol de materialul nevăzut. Astronomii numesc această discrepanță problema „cusp-core”.
Explicația populară pentru problema cusp-core, numită „SIDM) modelul„ Self Interacting Dark Matter ”sugerează că materia nuanțată nu există doar în afara fizicii pe care suntem capabili să o detectăm și să o înțelegem direct, dar acționează și asupra ea însăși folosind forțe necunoscute. Dacă interacțiunile materiei întunecate cu ea însăși diferă de interacțiunile sale cu materia obișnuită, aceasta ar putea explica modul în care a reușit să călătorească din centrele galaxiilor spre marginile lor.
Dar această explicație ar putea fi lucruri complicate, sugerează noul studiu.
O altă forță ar putea îndepărta materia întunecată din centrul galaxiilor: încălzirea materiei întunecate. Aceasta se referă la energie intensă și vânt din formarea stelelor care îndepărtează materia întunecată din centrele galaxiilor (unde se formează cele mai multe stele noi). Dar există puține dovezi directe pentru acest fenomen și, chiar dacă ar exista, nu este clar dacă o astfel de încălzire ar fi suficient de puternică pentru a explica discrepanța dintre modelele de distribuție a materiei întunecate și ce arată observațiile.
Această nouă lucrare sugerează însă că încălzirea materiei întunecate este explicația corectă.
Autorii au studiat 16 galaxii pitice împărțite aproximativ în două categorii: galaxii care au încetat să mai formeze stele acum miliarde de ani și galaxii care au încetat să mai formeze stele mai recent sau încă mai formează stele.
Cercetătorii au descoperit că galaxiile mai vechi, mai puțin active, tind să aibă cuspe de materie întunecată - regiuni din centrele lor cu multă materie întunecată. Galaxiile mai active au tendința să aibă miezuri goale.
Noile descoperiri sugerează că încălzirea materiei întunecate este reală și joacă un rol semnificativ în modul în care se comportă materia întunecată, au scris cercetătorii. Galaxiile care cu mult timp în urmă au încetat să formeze stele aveau și mai puțină energie pentru a scoate materia întunecată din centrul galactic. În aceste cazuri, materia întunecată s-a comportat în modul în care modelele simple prezic că ar trebui. Galaxiile care formează stele mai active au avut mai multă încălzire și asta a făcut ca materia întunecată de acolo să se abată de la modele.
Dacă această constatare este corectă, aceasta restrânge posibilitățile ce ar putea fi materia întunecată, deși nu în mod dramatic: trebuie doar să fie ceva care ar fi aruncat în centrul unei galaxii cu o mulțime de stele noi. Și acest rezultat ar putea însemna că este inutil să propuiți tot felul de proprietăți bizare ale materiei întunecate pentru a explica cum se comportă substanța.
Cu toate acestea, nimic nu este încă sigur. Cercetătorii au recunoscut în lucrarea lor că s-au bazat pe metode de simulare a materiei întunecate care au fost supuse unor critici. Ar putea exista și alte galaxii cu proprietăți undeva între cusp și modelele de bază, ceea ce ar complica noile descoperiri.
Însă, deocamdată, detectivii de materie întunecată pot aduna o altă dovadă pe panourile lor de anunțuri acoperite cu șnur roșu.
