Materia întunecată a fost cea mai faimoasă persoană timidă a astronomiei timp de decenii – invizibilă, de neatins, dar cumva responsabilă pentru ținerea galaxiilor laolaltă ca un clei cosmic. Modelul standard de „materie întunecată rece” a funcționat destul de bine, dar pe măsură ce telescoapele s-au îmbunătățit, au început să observe unele discrepanțe stânjenitoare. Galaxiile pitice aveau centre de materie întunecată surprinzător de rare, în timp ce alte observații arătau aglomerări de materie întunecată neașteptat de dense. Aceste două probleme păreau să indice în direcții opuse, ca un GPS care îți spune să mergi la nord și la sud simultan.

Fizicienii de la Observatorul Muntelui Purpuriu al Academiei Chineze de Științe (CAS) au o nouă propunere: poate materia întunecată nu este un singur tip de particulă. Modelul lor de „materie întunecată cu auto-interacțiune în două componente” postulează cel puțin două tipuri de particule de materie întunecată – una mai grea, una mai ușoară – care se pot ciocni direct între ele, nu doar prin gravitație. Aceasta duce la „segregare de masă”: particulele mai grele se deplasează spre centrele galactice, în timp ce cele mai ușoare rătăcesc spre exterior, ca migrația lentă a stelelor într-un roi.

Folosind simulări computerizate de înaltă rezoluție și modelare teoretică detaliată, echipa a descoperit că acest proces explică în mod natural atât nucleele de densitate scăzută din galaxiile pitice, cât și aglomerările dense care provoacă lentile gravitaționale puternice. Modelul crește, de asemenea, probabilitatea evenimentelor de lentilă gravitațională la scară mică, ajutând la explicarea de ce astronomii văd mai multe dintre acestea decât prevăd modelele tradiționale. Cu alte cuvinte, materia întunecată ar putea fi mai complicată decât credeam – dar într-un mod care face ca observațiile dezordonate să aibă în sfârșit sens.

Studiul, publicat în Science Bulletin, urmează lucrărilor anterioare din Physical Review D de Daneng Yang, Yi-Zhong Fan, Siyuan Hou și Yue-Lin Sming Tsai. Observatorul Muntelui Purpuriu este, de asemenea, implicat în detectarea materiei întunecate prin satelitul DAMPE (Wukong), așa că nu doar teoretizează – ci vânează.

Materiale furnizate de Science China Press.