Una nueva teoría sobre la naturaleza de la materia oscura ayuda a explicar por qué un par de galaxias a unos 65 millones de años luz de la Tierra contienen muy poca materia misteriosa. según un estudio dirigido por un físico de la Universidad de California, Orilla.

La materia oscura no es luminosa y no se puede ver directamente. Se cree que constituye el 85% de la materia del universo, su naturaleza no se comprende bien. A diferencia de la materia normal, no absorbe, reflejar, o emitir luz, lo que dificulta su detección.

La teoría predominante de la materia oscura, conocida como materia oscura fría, o CDM, asume que las partículas de materia oscura no tienen colisiones, aparte de la gravedad. Una segunda teoría más nueva, llamada materia oscura que interactúa con uno mismo, o SIDM, propone que las partículas de materia oscura interactúen por sí mismas a través de una nueva fuerza oscura. Ambas teorías explican cómo surge la estructura general del universo, pero predicen diferentes distribuciones de materia oscura en las regiones internas de una galaxia. SIDM sugiere que las partículas de materia oscura chocan fuertemente entre sí en el halo interno de una galaxia, cerca de su centro.

Típicamente, una galaxia visible está alojada por un halo de materia oscura invisible:un grupo concentrado de material, con forma de bola, que rodea la galaxia y se mantiene unida por fuerzas gravitacionales. Observaciones recientes de dos galaxias ultradifusas, NGC 1052-DF2 y NGC 1052-DF4, show, sin embargo, que este par de galaxias contiene muy poco, Si alguna, materia oscura, desafiando la comprensión de los físicos sobre la formación de galaxias. Las observaciones astrofísicas sugieren que NGC 1052-DF2 y NGC 1052-DF4 son probablemente galaxias satélite de NGC1052.

"Se piensa comúnmente que la materia oscura domina la masa total en una galaxia, "dijo Hai-Bo Yu, profesor asociado de física y astronomía en la UCR, quien dirigió el estudio. "Las observaciones de NGC 1052-DF2 y -DF4 muestran, sin embargo, que la relación entre su materia oscura y sus masas estelares es de aproximadamente 1, que es 300 veces menor de lo esperado. Para resolver la discrepancia, consideramos que los halos DF2 y DF4 pueden estar perdiendo la mayor parte de su masa a través de interacciones de marea con la galaxia masiva NGC 1052 ".

Usando simulaciones sofisticadas, el equipo liderado por la UCR reprodujo las propiedades de NGC 1052-DF2 y NGC 1052-DF4 a través de la eliminación de las mareas, la eliminación de material por las fuerzas de las mareas galácticas, por NGC1052. Debido a que las galaxias satélite no pueden sostener la masa despojada con sus propias fuerzas gravitacionales, efectivamente se agrega a la masa de NGC 1052.

Los investigadores consideraron escenarios CDM y SIDM. Sus resultados, publicado en Cartas de revisión física , indican que SIDM forma galaxias deficientes en materia oscura como NGC 1052-DF2 y -DF4 mucho más favorablemente que CDM, ya que la pérdida de masa de marea del halo interior es más significativa y la distribución estelar es más difusa en SIDM.

El artículo de investigación ha sido seleccionado como una "sugerencia de los editores" por la revista, un honor que solo unos pocos artículos selectos reciben cada semana para promover la lectura en todos los campos.

Yu explicó que la pérdida de masa de las mareas podría ocurrir tanto en halos CDM como SIDM. En CDM, la estructura del halo interior es "rígida" y resistente a las mareas, lo que dificulta que un halo CDM típico pierda suficiente masa interior en el campo de mareas para acomodar las observaciones de NGC 1052-DF2 y -DF4. A diferencia de, en SIDM, Las autointeracciones de la materia oscura podrían empujar las partículas de materia oscura de las regiones internas a las externas, haciendo que el halo interior sea más "esponjoso" y mejorando la pérdida de masa de marea en consecuencia. Más lejos, la distribución estelar se vuelve más difusa.

"Un halo típico de MDL sigue siendo demasiado masivo en las regiones interiores incluso después de la evolución de las mareas, "Dijo Yu.

Próximo, El equipo realizará un estudio más completo del sistema NGC 1052 y explorará galaxias recién descubiertas con propiedades novedosas en un esfuerzo por comprender mejor la naturaleza de la materia oscura.

El título del artículo de investigación es "Materia oscura que interactúa por sí misma y el origen de las galaxias ultradifusas NGC1052-DF2 y -DF4".