La ragione per cui chiamiamo materia oscura “oscura” non è che si tratti di un materiale ombroso. È perché la materia oscura non interagisce con la luce. La differenza è sottile, ma importante. La materia normale può essere oscura perché assorbe la luce. È per questo che, ad esempio, possiamo vedere la ombra delle nubi molecolari contro le stelle disperse della Via Lattea. Questo è possibile perché luce e materia hanno un modo di connettersi. La luce è un’onda elettromagnetica, e gli atomi contengono elettroni e protoni caricati elettricamente, quindi la materia può emettere, assorbire e diffondere luce. La materia oscura non ha carica elettrica. Non ha modo di connettersi con la luce e, quindi, quando luce e materia oscura si incontrano, semplicemente si attraversano.

Tutte le nostre osservazioni suggeriscono che la materia oscura e la luce condividono solo la gravità. Quando la materia oscura è raggruppata attorno a una galassia, ad esempio, la sua attrazione gravitazionale può deviare la luce. Per questo possiamo mappare la distribuzione della materia oscura nell’Universo osservando come la luce è lensata gravitazionalmente attorno ad essa. Sappiamo anche che la materia oscura e la materia normale interagiscono gravitazionalmente. L’attrazione della materia oscura fa sì che le galassie si raggruppino in supercluster. Tuttavia, una domanda rimasta senza risposta è se la materia oscura e la materia normale interagiscano solo gravitazionalmente. Se un atomo e una particella di materia oscura si incrociassero, passerebbero davvero solo l’uno attraverso l’altro?

Poiché non abbiamo osservato direttamente le particelle di materia oscura, possiamo solo speculare, ma la maggior parte dei modelli di materia oscura sostiene che la gravità sia l’unico legame comune con la luce e la materia normale. La materia oscura e quella normale si aggregano tra loro, ma non collidono e non si fondono come le nubi interstellari. Tuttavia, un nuovo studio suggerisce che i due interagiscono, il che potrebbe rivelare aspetti sottili di questa sostanza misteriosa.

Lo studio esamina sei galassie nane ultrafaint, o UFD. Sono galassie satellite vicino alla Via Lattea che sembrano avere molte meno stelle di quanto la loro massa suggerirebbe. Questo perché sono per lo più costituite da materia oscura. Se la materia normale e quella oscura interagissero solo gravitazionalmente, allora la distribuzione delle stelle in queste piccole galassie dovrebbe seguire un certo modello. Se la materia oscura e quella normale interagiscono direttamente, allora questa distribuzione sarà distorta.

Per testare ciò, il team ha eseguito simulazioni al computer di entrambi gli scenari. Hanno scoperto che nel modello non interattivo la distribuzione delle stelle dovrebbe diventare più densa al centro delle UFD e più diffusa ai bordi. Nel modello interattivo, la distribuzione stellare dovrebbe essere più uniforme. Quando hanno confrontato questi modelli con le osservazioni delle sei galassie, hanno trovato che il modello interattivo si adattava leggermente meglio.

Quindi sembra che la materia oscura e quella normale interagiscano in modi oltre le loro attrazioni gravitazionali. Non ci sono dati sufficienti per determinare la natura esatta dell’interazione, ma il fatto che ci sia una qualsiasi interazione è una sorpresa. Questo significa che i nostri modelli tradizionali di materia oscura sono almeno parzialmente errati. Potrebbe anche indicare la strada verso nuovi metodi per rilevare direttamente la materia oscura. Con il tempo potremmo finalmente risolvere il mistero di questo materiale oscuro, ma non completamente invisibile.