If hi ha alguna cosa que els físics creien tenir clar sobre la matèria fosca és que, en no emetre cap tipus de radiació electromagnètica, les seves partícules no podrien interactuar amb les de la matèria ordinària, les que formen planetes, estrelles i galàxies, excepte a través de la gravetat.
Però un nou estudi dut a terme per científics de l'Escola Internacional Superior d'Estudis Avançats (SISSA), a Itàlia, ha trobat, per primer cop, una evidència d'una interacció directa entre els dos tipus de matèria.
En un article recent publicat a 'Astronomy & Astrophysics', de fet, els investigadors suggereixen que al centre de les galàxies espirals hi ha una vasta regió científica formada principalment per partícules de matèria fosca a
les que aquestes partícules interactuen amb les de matèria ordinària. Cosa que va entrar en conflicte directe amb les teories dominants.
A l'estudi, dirigit per Gauri Sharma i Paolo Salucci, de SISSA, i per Glen Van der Vev, de la Universitat de Viena, els investigadors van examinar un gran nombre de galàxies, des de les més properes a la nostra situades a més de 7.000 milions d'anys. llum de distanciament.
Segons els autors, aquesta nova investigació representa un gran pas endavant en la nostra comprensió de la matèria fosca, la substància esmunyedissa que els físics persegueixen sense èxit des de fa dècades. En no emetre cap radiació, la matèria fosca no es pot detectar directament amb els telescopis. Però els científics saben que hi és pels efectes gravitatoris que provoquen en la matèria ordinària, que sí que podem veure. Quatre vegades més abundant que el material que va formar estrelles i galàxies, el material fosc és considerat com l'esquelet de l'Univers. Sense ella, les galàxies i les grans estructures que observem no podrien existir.
«La seva presència dominant a totes les galàxies -explica Gauri Sharma- sorgeix del fet que les estrelles i el gas d'hidrogen es mouen com si estiguessin regits per un element invisible». I fins ara, els intents d'observar aquest 'element' s'han centrat en galàxies properes.
Compara galàxies antigues
«No obstant, prossegueix la investigadora- en aquest estudi intentem, per primera vegada, observar i determinar la distribució de la massa de les galàxies espirals amb la mateixa morfologia que les més properes, però molt més lluny, fins a una distància de 7.000 milions d'anys llum.
Paolo Salucci, per la seva banda, afegeix que «studiant el moviment de les estrelles en aproximadament 300 galàxies distants, descobrim que aquests objectes també tenen un halo de matèria i que, partint del centre d'una galàxia, aquest halo té efectivament una regió fosca a el que la seva densitat és constant». Un tret, per cert, que ja havia observat en estudis sòbries galàxies properes, alguns dels quals també van ser obra de SISSA.
Cada cop més gran
La nova investigació ha revelat que aquesta regió central tenia una cosa totalment inesperada i no prevista en l'anomenat 'model estàndard de la Cosmologia'. Per Sharma, «com a resultat del contrast entre les propietats de les galàxies espirals properes i distants, és a dir, entre les galàxies actuals i els seus
avantpassats de fa set mil·lennis d'anys, vam poder veure que la nostra només hi ha una regió inexplicable amb una densitat constant de matèria fosca, sinó també que les seves dimensions augmenten amb el temps, com si aquestes regions estiguessin subjectes a un procés d'expansió contínua i dilution .» Una cosa molt difícil d'explicar si, com predir la teoria actual, no hi ha interacció entre les partícules de matèria fosca amb les de matèria ordinària.
"A la nostra investigació -afegeix Sharma- oferim evidència d'interacció entre matèria fosca i matèria ordinària que, amb el temps, construeix lentament una regió de densitat constant des del centre de la galàxia cap a l'exterior". Però n'hi ha més.
«Sorprenentment –explica Salucci–, aquesta regió amb densitat constant s'expandeix amb el temps. És un procés molt lent però inexorable. L'explicació més senzilla és que al principi, quan es forma la galàxia, la distribució de la matèria fosca a l'halo esfèric coincideix amb la predicció de la teoria, amb un pic de densitat al centre. Posteriorment, es va formar un disc galàctic que caracteritza les galàxies espirals, envoltat per un halo de partícules de material enfosquit extremadament dens. Amb el pas del temps, l'efecte de la interacció que proposem significa que aquestes partícules van ser capturades per les estrelles, o bé expulsades cap als confins externs de la galàxia, proporcionalment amb el temps i finalment van assolir les del disc estel·lar galàctic, com descrivim a l'article».
"Els resultats de l'estudi -conclou Sharma- plantegen importants preguntes per a escenaris alternatius que descriuen partícules de matèria fosca (a part de Lambda-CDM, la teoria dominant), com ara Matèria Fosca calenta, Matèria Fosca Interactiva i Matèria Fosca Ultralleugera".
Segons els investigadors, les propietats de les galàxies molt distants a l'espai i el temps «ofereixen als cosmòlegs una veritable porta d'entrada per a audiència per fi els misteris de la matèria fosca».
