Las interacciones no gravitacionales de la materia oscura en los cúmulos de galaxias en colisión

Área de la Ciencia:

• La astrofísica es la astrofísica.
• Cosmología Cosmología.
• Física de las partículas Física de las partículas

Sus antecedentes:

• Las colisiones de cúmulos de galaxias ofrecen una visión única de las propiedades fundamentales de la materia oscura.
• Observaciones anteriores, como el Cúmulo de Bala, limitaron la sección transversal de auto-interacción de la materia oscura para las fuerzas de largo alcance.

Objetivo del estudio:

• Analizar estadísticamente una muestra más grande de colisiones de cúmulos de galaxias (72 eventos) para refinar las restricciones sobre la autointeracción de la materia oscura.
• Para probar las fuerzas no gravitacionales que actúan sobre la materia oscura mediante el examen de su comportamiento durante las colisiones.

Principales métodos:

• Utilizó datos de los Telescopios Espaciales Chandra y Hubble para observar 72 colisiones de cúmulos de galaxias, que abarcan tanto fusiones mayores como menores.
• Realizó una combinación estadística de estas observaciones para determinar con precisión la ubicación y las propiedades de la materia oscura.

Principales resultados:

• Confirmó la existencia de una masa oscura con una significación estadística de 7.6 sigma.
• Se encontró que la masa oscura se mantuvo estrechamente alineada con las estrellas asociadas (dentro de 5,8 ± 8,2 kiloparsecs).
• Se obtiene un límite superior estricto en la sección transversal de auto-interacción de la materia oscura por unidad de masa: σ(DM) / m < 0,47 cm(2) / g a un nivel de confianza del 95%.

Conclusiones:

• La alineación observada de la materia oscura con las estrellas en cúmulos colisionantes limita significativamente su sección transversal de auto-interacción.
• Estos hallazgos desfavorecen ciertas extensiones propuestas al modelo estándar de la física de partículas que predicen autointeracciones más fuertes de la materia oscura.