Hiện tượng bí ẩn tại trung tâm dải Ngân Hà có thể chỉ ra một nghi phạm vật chất tối mới. 'Chúng ta có thể đã bỏ qua những tác động hóa học tinh tế của nó đối với vũ trụ'

Tại trung tâm Dải Ngân Hà, các hiện tượng lạ đã được quan sát thấy, có thể là bằng chứng chỉ ra một nghi phạm vật chất tối mới. Hiện tượng này có thể đã bị bỏ qua vì nó liên quan đến các tác động hóa học tinh tế mà vật chất tối có đối với vũ trụ. Nhà nghiên cứu Shyam Balaji từ King's College London giải thích rằng vật chất tối này có khả năng nhẹ hơn proton và tự hủy diệt tạo thành cặp electron-positron, gây ion hóa khí trong khu vực phân tử trung tâm của thiên hà.

Loại vật chất tối mới này không chỉ nhẹ hơn các mẫu vật chất tối giả định trước đây mà còn có khả năng tự hủy diệt. Khi hai hạt va chạm, chúng tạo ra electron và positron, cung cấp năng lượng để tách electron khỏi các nguyên tử trung hòa. Điều này giúp giải thích sự phong phú của khí ion hóa trong Trung tâm Dải Ngân Hà, nơi dòng chảy của electron và positron đóng góp vào quá trình ion hóa. Thậm chí nếu sự hủy diệt xảy ra ít hơn mong đợi, khu vực này có nhiều khả năng là nơi diễn ra các hoạt động hủy diệt thường xuyên do sự tích tụ của vật chất tối.

Shyam Balaji nhận định rằng, không giống các ứng cử viên vật chất tối thông thường nghiên cứu qua tác động hấp dẫn của chúng, loại vật chất tối này có thể được phát hiện qua khả năng ion hóa khí, về cơ bản là tách electron khỏi nguyên tử trong vùng CMZ. Hiện tại, các mẫu vật chất tối chủ yếu là các axion và hạt tương tự axion. Tuy nhiên, những mẫu này không dự đoán sự hủy diệt đáng kể thành cặp electron-positron theo cách mà vật chất tối mới này có thể.

Hơn nữa, vật chất tối này có thể giải thích hiện tượng phát sáng từ CMZ, phát ra từ positron và electron dưới dạng positronium, sau đó phân hủy nhanh chóng thành tia X. Balaji cho rằng thống kê này khả năng phù hợp hơn và không mâu thuẫn với các quan sát về tia gamma và nền vi sóng vũ trụ. Điều này cho thấy một cách tiếp cận mới để nghiên cứu vật chất tối thông qua ảnh hưởng hóa học lên khí quyển thiên hà thay vì chỉ qua lực hấp dẫn.

Nghiên cứu của Balaji mở ra khả năng nghiên cứu vật chất tối qua hiệu ứng hóa học, không chỉ thông qua trọng lực. Dữ liệu chi tiết hơn từ vệ tinh COSI, dự kiến ra mắt năm 2027, có thể giúp xác nhận hoặc loại bỏ những giải thích này. Dự án này không chỉ đưa ra một cách nghĩ mới về vật chất tối mà còn đẩy mạnh lĩnh vực nghiên cứu vật chất tối nói chung.

Nguồn: Space.com, The Universe, Physical Review Letters