Các nhà khoa học phát hiện một tín hiệu có thể từ vật chất tối

Các thiên hà thường được tìm thấy trong các nhóm hoặc cụm, các tập hợp lớn nhất được biết đến của vật chất và vật chất tối. Ví dụ, Dải Ngân hà là một thành viên của “nhóm cục bộ” (Local Group) gồm khoảng ba chục thiên hà, bao gồm cả thiên hà Tiên nữ (Andromeda) cách chúng ta khoảng 2 triệu năm ánh sáng. Các cụm rất lớn có thể chứa hàng ngàn thiên hà, tất cả đều liên kết với nhau bởi lực hấp dẫn. Cụm thiên hà lớn gần chúng ta nhất, cụm Xử nữ (Virgo) với khoảng 2.000 thiên hà và cách chúng ta khoảng 50 triệu năm ánh sáng.

Khoảng không giữa các thiên hà không phải là trống rỗng mà nó được lấp đầy bởi khí nóng giữa các thiên hà có nhiệt độ lên tới mười triệu kelvin hoặc thậm chí cao hơn. Khí được làm giàu bởi các nguyên tố nặng thoát ra từ các thiên hà và tích lũy trong môi trường bên trong cụm thiên hà qua hàng tỉ năm tiến hóa của thiên hà và sao. Những nguyên tố khí bên trong cụm thiên hà có thể được phát hiện từ các vạch phát xạ của chúng trong tia X và bao gồm oxy, neon, magiê, silic, lưu huỳnh, argon, canxi, sắt, niken và thậm chí cả crom và mangan.

Sự tương đối phong phú của các nguyên tố này chứa thông tin có giá trị về tỷ lệ các siêu tân tinh trong các loại thiên hà khác nhau trong các cụm do siêu tân tinh tạo ra và/hoặc giải phóng chúng vào khí. Do đó, các nhà thiên văn tại Viện nghiên cứu CfA và các đồng nghiệp đã rất bất ngờ khi phát hiện một vạch mờ nhạt có các nguyên tố chưa được biết đến. Nhóm nghiên cứu đang nghiên cứu quang phổ tia X trung bình (averaged X-ray) của một tập hợp 73 cụm (bao gồm cả Xử nữ) để tìm kiếm các vạch phát xạ mờ nhạt đến mức không thể nhìn thấy trong bất kỳ một cụm đơn lẻ nào khi họ phát hiện ra một vạch chưa được biết đến phù hợp trong khoảng quang phổ đặc biệt dự kiến ​​sẽ không có bất kỳ đặc tính nào.

Các nhà khoa học đề xuất rằng vạch phát xạ này là kết quả của sự phân hủy của một hạt vật chất tối giả định, đã được tìm kiếm từ lâu, được gọi là neutrino vô tính. Điều này gợi ý rằng khí phát xạ tia X nóng trong một cụm thiên hà có thể là khí tốt để tìm kiếm chữ ký vật chất tối và nếu neutrino vô tính được xác nhận, điều này sẽ đánh dấu một bước đột phá trong nghiên cứu vật chất tối (tất nhiên, cũng có thể đó là lỗi thống kê hay lỗi khác).