Uma nova teoria sobre a natureza da matéria escura ajuda a explicar por que um par de galáxias a cerca de 65 milhões de anos-luz da Terra contém muito pouco da misteriosa matéria, de acordo com um estudo conduzido por um físico da Universidade da Califórnia, Riverside.

A matéria escura não é luminosa e não pode ser vista diretamente. Acredita-se que seja 85% da matéria do universo, sua natureza não é bem compreendida. Ao contrário da matéria normal, não absorve, refletir, ou emitem luz, dificultando a detecção.

A teoria prevalecente da matéria escura, conhecido como matéria escura fria, ou CDM, assume que as partículas de matéria escura não colidem, além da gravidade. Uma segunda teoria mais recente, chamada de matéria escura de interação automática, ou SIDM, propõe que as partículas de matéria escura interajam por meio de uma nova força escura. Ambas as teorias explicam como a estrutura geral do universo emerge, mas eles predizem diferentes distribuições de matéria escura nas regiões internas de uma galáxia. O SIDM sugere que as partículas de matéria escura colidem fortemente umas com as outras no halo interno de uma galáxia, perto de seu centro.

Tipicamente, uma galáxia visível é hospedada por um halo de matéria escura invisível - um aglomerado concentrado de material, em forma de bola, que envolve a galáxia e é mantida unida por forças gravitacionais. Observações recentes de duas galáxias ultra-difusas, NGC 1052-DF2 e NGC 1052-DF4, exposição, Contudo, que este par de galáxias contém muito pouco, caso existam, matéria escura, desafiando a compreensão dos físicos sobre a formação de galáxias. As observações astrofísicas sugerem que NGC 1052-DF2 e NGC 1052-DF4 são provavelmente galáxias satélite de NGC1052.

"É comumente pensado que a matéria escura domina a massa total em uma galáxia, "disse Hai-Bo Yu, professor associado de física e astronomia da UCR, quem conduziu o estudo. "As observações de NGC 1052-DF2 e -DF4 mostram, Contudo, que a proporção de sua matéria escura para suas massas estelares é de cerca de 1, que é 300 vezes menor do que o esperado. Para resolver a discrepância, consideramos que os halos DF2 e DF4 podem estar perdendo a maior parte de sua massa por meio de interações de maré com a massiva galáxia NGC 1052. "

Usando simulações sofisticadas, a equipe liderada pelo UCR reproduziu as propriedades de NGC 1052-DF2 e NGC 1052-DF4 por meio de remoção de maré - a remoção de material por forças de maré galácticas - por NGC1052. Como as galáxias satélites não podem manter a massa despojada com suas próprias forças gravitacionais, ele é efetivamente adicionado à massa do NGC 1052.

Os pesquisadores consideraram os cenários do MDL e do SIDM. Seus resultados, publicado em Cartas de revisão física , indicam que o SIDM forma galáxias deficientes em matéria escura como NGC 1052-DF2 e -DF4 muito mais favoravelmente do que o CDM, como a perda de massa maré do halo interno é mais significativa e a distribuição estelar é mais difusa no SIDM.

O artigo de pesquisa foi selecionado como uma "sugestão dos editores" pela revista, uma honra que apenas alguns artigos selecionados recebem a cada semana para promover a leitura em todos os campos.

Yu explicou que a perda de massa corrente pode ocorrer nos halos do CDM e do SIDM. No CDM, a estrutura do halo interno é "rígida" e resiliente à remoção das marés, o que torna difícil para um halo CDM típico perder massa interna suficiente no campo de marés para acomodar observações de NGC 1052-DF2 e -DF4. Em contraste, no SIDM, auto-interações de matéria escura podem empurrar partículas de matéria escura das regiões internas para as externas, tornando o halo interno "mais fofo" e aumentando a perda de massa das marés de acordo. Avançar, a distribuição estelar torna-se mais difusa.

"Um halo CDM típico permanece muito grande nas regiões internas, mesmo após a evolução das marés, "Yu disse.

Próximo, a equipe realizará um estudo mais abrangente do sistema NGC 1052 e explorará galáxias recém-descobertas com novas propriedades em um esforço para compreender melhor a natureza da matéria escura.

O título do artigo de pesquisa é "Matéria escura com interação automática e a origem das galáxias ultradifusas NGC1052-DF2 e -DF4."