Mặt nạ 'vật chất tối' làm mờ sao có thể giải một trong những bí ẩn khoa học lớn nhất

Các nhà thiên văn học đang nghiên cứu khả năng vật chất tối đôi khi có thể làm mờ ánh sáng từ các ngôi sao ở xa — không phải bằng hiện tượng thấu kính hấp dẫn, mà thông qua một hiện tượng được ví như những “chụp đèn vũ trụ”. Những chụp đèn giả định này sẽ là các đám mây vật chất tối khuếch tán, có thể hấp thụ hoặc tán xạ một phần ánh sáng sao khi đi qua giữa sao và Trái Đất. Mặc dù vật chất tối thường được cho là không tương tác với ánh sáng, một số mô hình cho rằng nó có thể tương tác rất yếu với photon, dẫn đến hiệu ứng như vậy.

Một nghiên cứu do nhà vật lý Melissa Diamond từ Đại học Queen dẫn đầu đề xuất rằng hiệu ứng “chụp đèn” này có thể được phát hiện bằng cách sử dụng dữ liệu hiện có từ các khảo sát thấu kính hấp dẫn như OGLE hoặc EROS-2. Các khảo sát này trước đây vốn dùng để tìm kiếm sự sáng lên do thấu kính hấp dẫn, nhưng giờ có thể được tận dụng lại để tìm các mẫu ánh sáng bị làm mờ đặc trưng. Không giống các thiên thể bình thường làm tối hoàn toàn ánh sáng sao, một đám mây vật chất tối sẽ làm ánh sáng mờ đi một cách bán trong suốt, tạo ra tín hiệu khác biệt.

Cơ sở lý thuyết cho ý tưởng này nằm ở các mô hình cho rằng vật chất tối bao gồm các hạt kỳ lạ như hạt mang điện tích nhỏ (millicharged particles) hoặc vật chất tối có khả năng tương tác với chính nó. Các hạt này có thể tạo thành các cụm đủ đặc để tương tác nhẹ với ánh sáng. Mỗi tương tác riêng lẻ là nhỏ, nhưng tổng thể trong một đám mây đủ đậm đặc có thể tạo ra sự suy giảm ánh sáng có thể đo được khi đám mây di chuyển qua tầm nhìn của sao.

Phương pháp này không đòi hỏi phải xây dựng kính viễn vọng hay thiết bị mới. Thay vào đó, nó tận dụng lại dữ liệu quan sát đã có từ hàng thập kỷ với một cách tiếp cận mới. Nếu phát hiện được, những hiện tượng làm mờ ánh sáng này sẽ là bằng chứng đầu tiên cho thấy vật chất tối có tương tác với photon, mở ra bước đột phá trong việc hiểu bản chất thật sự của nó. Ngay cả khi không phát hiện gì, kết quả này vẫn giúp loại trừ một số mô hình vật lý hạt, định hướng rõ hơn cho các nghiên cứu trong tương lai.

Việc tìm kiếm vật chất tối từ lâu đã tập trung vào các tác động hấp dẫn. Phương pháp “chụp đèn” này mở ra một hướng tiếp cận bổ sung, có thể tiết lộ cách vật chất tối âm thầm ảnh hưởng đến vũ trụ theo những cách mà chúng ta chưa từng quan sát được trước đây.

Nguồn: Space.com, Universe Today, Queen’s University