Phát hiện bằng chứng trực tiếp về vật chất tối

Minh họa các “bong bóng” tia gamma, với mô hình tia gamma trùng khớp dạng quầng vật chất tối bao quanh trung tâm thiên hà. (Ảnh: NASA)

Gần một thế kỷ trước, các nhà khoa học đề xuất sự tồn tại của vật chất tối - dạng vật chất vô hình bao quanh các thiên hà và tạo nên mạng lưới vũ trụ. Tuy nhiên, bản chất của nó đến nay vẫn chưa được xác định.

Một nghiên cứu mới cho rằng dấu vết trực tiếp đầu tiên của vật chất tối có thể đã được phát hiện, dù các nhà khoa học nhấn mạnh cần loại trừ các khả năng thông thường. Nếu được xác nhận, đây có thể là cột mốc quan trọng trong hành trình tìm kiếm loại vật chất được cho là chiếm 27% vũ trụ.

Giáo sư Tomonori Totani (Đại học Tokyo) cho biết các tia gamma từ trung tâm Dải Ngân hà có đặc điểm giống với mô hình bức xạ mà lý thuyết dự đoán liên quan đến vật chất tối. Vật chất tối lần đầu được đề cập trong thập niên 1930, khi nhà thiên văn Fritz Zwicky nhận thấy các thiên hà quay nhanh hơn so với khối lượng quan sát được.

Dù nỗ lực trong nhiều thập kỷ, các thiết bị quan sát mặt đất, kính thiên văn không gian và những máy gia tốc lớn như máy va chạm Hadron lớn vẫn chưa tìm thấy hạt vật chất tối.

Một giả thuyết phổ biến cho rằng vật chất tối được tạo bởi các hạt tương tác yếu có khối lượng lớn, khi va chạm có thể tiêu biến và phát ra tia gamma. Trong nghiên cứu này, Giáo sư Totani phân tích dữ liệu từ Kính thiên văn Fermi của NASA và phát hiện mô hình tia gamma trùng với dạng quầng vật chất tối bao quanh trung tâm thiên hà.

Nếu đúng, vật chất tối có thể gồm các hạt nặng gấp khoảng 500 lần proton. Tuy vậy, Giáo sư Totani nhấn mạnh cần quan sát tín hiệu tương tự ở các khu vực khác, như thiên hà lùn, để củng cố kết luận.

Một số chuyên gia cảnh báo cần thận trọng. Giáo sư Justin Read (Đại học Surrey) cho rằng việc thiếu tín hiệu rõ ràng từ các thiên hà lùn là yếu tố phản bác quan trọng. Giáo sư Kinwah Wu (Đại học UCL) nhận định nghiên cứu là bước khuyến khích nhưng chưa đạt mức bằng chứng đủ mạnh cho một tuyên bố lớn.