Los cúmulos de galaxias son las estructuras conocidas más grandes del Universo, que contiene miles de galaxias y gas caliente. Pero mas importante, contienen la misteriosa materia oscura, que representa el 27 por ciento de toda la materia y la energía. Los modelos actuales de materia oscura predicen que los cúmulos de galaxias tienen núcleos muy densos, y esos núcleos contienen una galaxia muy masiva que nunca se mueve desde el centro del cúmulo.

Pero después de estudiar diez cúmulos de galaxias, David Harvey del Laboratorio de Astrofísica de la EPFL y sus colegas en Francia y el Reino Unido han descubierto que la densidad es mucho menor de lo previsto. y que la galaxia en el centro realmente se mueve.

Cada cúmulo de galaxias contiene una galaxia que es más brillante que las demás, acertadamente llamada "galaxia de cúmulo más brillante" o BCG. Evidencia reciente de simulaciones de exóticos, La materia oscura no estándar muestra que los BCG en realidad se bambolean mucho después de que el cúmulo de galaxias se haya relajado. Este es un bamboleo residual causado por la fusión masiva de cúmulos de galaxias.

Los investigadores compararon sus observaciones con las predicciones del conjunto de simulaciones cosmológicas hidrodinámicas de BAHAMAS y encontraron que las dos no coincidían. Según el modelo estándar de materia oscura (llamado "materia oscura fría"), este bamboleo no existe porque la enorme densidad de la materia oscura la mantiene estrechamente unida al centro del cúmulo de galaxias. Por lo tanto, este desajuste sugiere la existencia de una física aún desconocida que no se ha tenido en cuenta.

Los cúmulos de galaxias que estudiaron los astrónomos también actúan como fuertes lentes gravitacionales:son tan masivos que deforman el espacio-tiempo lo suficiente como para distorsionar la luz que pasa a través de ellos. como una lente. Como resultado, se pueden utilizar para hacer un mapa de materia oscura, averiguar dónde está el centro y luego observar cómo el BCG se tambalea alrededor de este centro.

"Descubrimos que los BCG 'chapotean' en la parte inferior de los halos, "dice David Harvey". Esto indica que, en lugar de una región densa en el centro del cúmulo de galaxias, hay una densidad central mucho menos profunda, una señal sorprendente de formas exóticas de materia oscura justo en el corazón de los cúmulos de galaxias. "El bamboleo también muestra que los BCG no pueden coincidir exactamente con el halo del cúmulo, lo que significa que ciertos modelos de cúmulos de galaxias deben ajustarse.

Los científicos ampliarán su investigación con estudios más amplios de cúmulos de galaxias como Euclid. Esperan que esto les permita confirmar sus hallazgos, sino también para determinar si el bamboleo de BCG se origina en una nueva física fundamental o en un fenómeno astrofísico novedoso.