Sebbene la materia oscura costituisca circa l'85% del cosmo, gli scienziati sanno molto poco sulla sua natura fondamentale.

Le teorie abbondano e la ricerca del ricercatore post-dottorato Alex McDaniel della Clemson University fornisce alcuni dei vincoli più rigorosi finora sulla natura della materia oscura. La sua ricerca rivela anche un piccolo accenno di un segnale che, se reale, potrebbe essere confermato nel prossimo decennio circa.

Il lavoro è pubblicato sulla rivista Physical Review D .

"Con la raccolta dei dati e le nuove scoperte in futuro, questo piccolo indizio potrebbe potenzialmente trasformarsi in una rilevazione molto concreta di un modello di materia oscura", ha affermato McDaniel.

Rilevare la materia oscura sarebbe rivoluzionario.

"La materia oscura è una delle cose più importanti in astrofisica, e non ne sappiamo quasi nulla. Scoprirla sarà una svolta straordinaria", ha affermato Marco Ajello, professore associato presso il Dipartimento di Fisica e Astronomia di Clemson e consigliere di McDaniel. "Chi lo scopre può vincere un premio Nobel. È così grande."

In questo lavoro, McDaniel e collaboratori stavano cercando nelle galassie nane la materia oscura che si auto-annichila in materia ordinaria e raggi gamma, una forma di luce ai più alti livelli energetici. Le galassie nane sono ideali per lo studio perché sono piccole, ricche di materia oscura e per lo più prive di altri fenomeni astrofisici come gas, polvere e supernova che potrebbero contaminare i risultati.

"Li cerchiamo perché, idealmente, ci danno un segnale chiaro o ci permettono di escludere alcune teorie sulle particelle", ha detto McDaniel.

Alcuni modelli prevedono che la materia oscura abbia una certa massa o sezione trasversale, che rappresenta la probabilità che si verifichi un evento specifico a causa dell’interazione delle particelle. Ciò determinerebbe cosa i ricercatori si aspetterebbero di vedere nei raggi gamma. Se non lo vedono, possono escludere quelle masse e quelle sezioni trasversali, ha detto.

"In questo articolo effettuiamo ulteriori esclusioni, affermando che la materia oscura non può avere quelle masse o quelle sezioni trasversali", ha affermato Chris Karwin, ex postdoc alla Clemson e coautore dello studio. Karwin è ora un ricercatore post-dottorato presso il Goddard Space Flight Center della NASA. "Ma rispetto agli studi precedenti, iniziamo a vedere un accenno di qualcosa che potrebbe essere un segnale proveniente da questi sistemi."

Lo studio di McDaniel utilizza campioni più grandi che includono ulteriori galassie nane scoperte e quantità di dati maggiori rispetto agli studi precedenti. Ha incluso circa 50 galassie nane nel suo studio, ma ha affermato che con i nuovi e più potenti telescopi che entreranno in funzione nel prossimo futuro, si aspetta che quel numero aumenti fino a 150-200.

"I nuovi telescopi sono fondamentalmente rilevatori di galassie nane", ha detto. "Stiamo prevedendo che con questi miglioramenti sia possibile che invece di avere solo un piccolo accenno di segnale, possiamo avere qualcosa che sia un rilevamento in buona fede."

Ajello ha aggiunto:"Se [il segnale] è reale, alla fine verrà confermato."