Aglomerados de galáxias são as maiores estruturas conhecidas no Universo, contendo milhares de galáxias e gás quente. Mas mais importante, eles contêm a misteriosa matéria escura, que responde por 27 por cento de toda a matéria e energia. Os modelos atuais de matéria escura prevêem que os aglomerados de galáxias têm núcleos muito densos, e esses núcleos contêm uma galáxia muito massiva que nunca se move do centro do aglomerado.

Mas depois de estudar dez aglomerados de galáxias, David Harvey do Laboratório de Astrofísica da EPFL e seus colegas na França e no Reino Unido descobriram que a densidade é muito menor do que o previsto, e que a galáxia no centro realmente se move.

Cada aglomerado de galáxias contém uma galáxia mais brilhante do que as outras, apropriadamente chamado de "galáxia do aglomerado mais brilhante" ou BCG. Evidências recentes de simulações de exóticas, a matéria escura não padronizada mostra que os BCGs realmente oscilam muito depois de o aglomerado de galáxias ter relaxado. Esta é uma oscilação residual causada pela fusão massiva de aglomerados de galáxias.

Os pesquisadores compararam suas observações com as previsões do conjunto BAHAMAS de simulações cosmológicas hidrodinâmicas, descobrindo que as duas não correspondiam. De acordo com o modelo padrão de matéria escura (chamada "matéria escura fria"), essa oscilação não existe porque a enorme densidade da matéria escura a mantém fortemente ligada ao centro do aglomerado de galáxias. Portanto, essa incompatibilidade sugere a existência de física ainda desconhecida que não foi contabilizada.

Os aglomerados de galáxias que os astrônomos estudaram também agem como lentes gravitacionais fortes:eles são tão massivos que deformam o espaço-tempo o suficiente para distorcer a luz que passa por eles, como uma lente. Como resultado, eles podem ser usados ​​para fazer um mapa da matéria escura, descobrir onde está o centro e, em seguida, observar como o BCG oscila em torno desse centro.

"Descobrimos que os BCGs 'espirram' na parte inferior dos halos, "diz David Harvey." Isso indica que, em vez de uma região densa no centro do aglomerado de galáxias, há uma densidade central muito mais rasa - um sinal impressionante de formas exóticas de matéria escura bem no coração dos aglomerados de galáxias. "A oscilação também mostra que os BCGs não podem coincidir exatamente com o halo do aglomerado, o que significa que certos modelos de aglomerados de galáxias precisam ser ajustados.

Os cientistas irão estender suas pesquisas com pesquisas maiores de aglomerados de galáxias, como Euclides. Eles esperam que isso lhes permita confirmar suas descobertas, mas também para determinar se a oscilação do BCG se origina na nova física fundamental ou em um novo fenômeno astrofísico.