Circa l'ottantacinque percento della materia nel cosmo non emette né luce né alcun altro tipo noto di radiazione per quanto è noto, e quindi si chiama materia oscura. Una delle sue altre qualità notevoli è che interagisce con altra materia solo attraverso la gravità; non porta carica elettromagnetica, Per esempio. La materia oscura è anche chiamata "oscura" perché è misteriosa. Non è composto da atomi o dai loro costituenti abituali (come elettroni e protoni) o da qualsiasi altro tipo di particella elementare conosciuta.

Poiché la materia oscura è di gran lunga la componente dominante della materia nell'universo, la sua distribuzione e gravità hanno profondamente influenzato l'evoluzione delle strutture galattiche così come la distribuzione della radiazione cosmica di fondo a microonde. Infatti, il notevole accordo tra i valori dei parametri cosmici chiave (come il tasso di espansione dell'universo) derivato indipendentemente da due strutture cosmiche completamente diverse, galassie e lo sfondo delle microonde, dare credito ai modelli del big bang che richiedono un ruolo importante per la materia oscura.

I fisici hanno cercato di immaginare nuovi tipi di particelle coerenti con le leggi conosciute dell'universo per spiegare la materia oscura, ma finora nessuno è stato confermato. Una possibilità allettante per una nuova particella è il cosiddetto "neutrino sterile". Attualmente sono noti tre tipi di neutrini. Tutti interagiscono con la materia tramite la gravità e tramite la forza debole (la più debole delle quattro forze della natura). Inizialmente si pensava che tutti non avessero massa, come il fotone, ma circa vent'anni fa i fisici scoprirono che hanno masse leggere - circa un milione di volte inferiori alla massa di un elettrone, ma comunque sufficienti per porre un problema fatale per il cosiddetto modello standard delle particelle della fisica. Una possibile soluzione sarebbe l'esistenza di un neutrino più massiccio, forse mille volte più grande, soprannominato il "neutrino sterile" perché non interagirebbe tramite la forza debole. Non è mai stato rilevato.

Gli astronomi si sono resi conto che se la materia oscura fosse composta da neutrini sterili, poi, quando queste particelle decadono occasionalmente, possono emettere un fotone di raggi X rilevabile. Circa sette anni fa, Gli astronomi a raggi X hanno riferito di aver trovato uno strano, debole caratteristica di emissione spettrale di raggi X proveniente da ammassi di galassie dove la materia oscura era prevalente. Hanno suggerito che questa caratteristica potrebbe essere la firma del neutrino sterile. Negli anni successivi ci sono stati molti tentativi di confermare la rilevazione o di attribuirla ad effetti strumentali o altri non astronomici, con solo alterni successi. Gli astronomi CfA Esra Bulbul e Francesca Civano e i loro colleghi hanno ora completato un ampio studio d'archivio dei dati del Chandra X-Ray Observatory, alla ricerca di questa caratteristica sfuggente. non l'hanno trovata, ma la loro nuova analisi, coerente con altri limiti recentemente pubblicati, limita più pesantemente il possibile carattere di decadimento del putativo neutrino sterile di un fattore due sotto alcune ipotesi, ma non può escluderlo del tutto.