Công bố trên tạp chí Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (JCAP), nghiên cứu đề xuất rằng các nhà khoa học không cần tìm thấy cùng một “dấu vết” vật chất tối ở mọi nơi để xác định bản chất của nó. Trọng tâm của vấn đề nằm ở hiện tượng bức xạ gamma dư thừa được quan sát tại trung tâm Dải Ngân Hà—một tín hiệu mà nhiều nhà khoa học cho rằng có thể liên quan đến sự “tự hủy” của các hạt vật chất tối.

Tuy nhiên, các quan sát tương tự lại chưa được ghi nhận rõ ràng ở các thiên hà lùn—những hệ nhỏ nhưng giàu vật chất tối và ít nhiễu từ các nguồn bức xạ khác. Điều này từ lâu đã tạo ra thách thức cho các mô hình truyền thống.

Theo các lý thuyết phổ biến, nếu vật chất tối gồm các hạt có xác suất tự hủy không phụ thuộc vào vận tốc, thì tín hiệu gamma đáng lẽ phải xuất hiện ở cả Dải Ngân Hà lẫn các thiên hà lùn. Ngược lại, nếu quá trình này phụ thuộc vào tốc độ chuyển động, thì tín hiệu sẽ rất yếu và khó phát hiện ở mọi nơi. Trong cả hai trường hợp, việc “im lặng” ở các thiên hà lùn khiến giả thuyết vật chất tối gặp nhiều nghi vấn.

Để giải quyết mâu thuẫn này, nhóm nghiên cứu đưa ra một hướng tiếp cận mới: vật chất tối có thể không phải là một thực thể đơn nhất, mà gồm hai loại hạt khác nhau. Theo mô hình này, hiện tượng phát tia gamma chỉ xảy ra khi hai loại hạt này gặp nhau và tương tác.

Điểm quan trọng là tỷ lệ giữa hai loại hạt có thể khác nhau tùy môi trường. Ở các thiên hà lớn như Dải Ngân Hà, hai loại hạt có thể tồn tại với tỷ lệ cân bằng hơn, làm tăng khả năng va chạm và tạo ra tín hiệu. Trong khi đó, ở các thiên hà lùn, một loại hạt có thể chiếm ưu thế, khiến xác suất tương tác giảm mạnh và tín hiệu trở nên khó phát hiện.

Cách giải thích này mở ra khả năng dung hòa các quan sát hiện tại mà không cần loại bỏ vai trò của vật chất tối trong việc tạo ra bức xạ gamma. Đồng thời, nó cũng cho thấy vũ trụ có thể phức tạp hơn so với những mô hình đơn giản trước đây.

Trong thời gian tới, các quan sát bổ sung từ kính thiên văn không gian Fermi được kỳ vọng sẽ giúp kiểm chứng giả thuyết này. Việc phát hiện hoặc tiếp tục không phát hiện tín hiệu ở các thiên hà lùn sẽ cung cấp thêm dữ liệu quan trọng để đánh giá mô hình.

Dù vẫn cần thêm bằng chứng, giả thuyết “vật chất tối hai thành phần” đang mở ra một hướng nghiên cứu linh hoạt hơn, góp phần tiến gần hơn đến việc giải mã một trong những bí ẩn lớn nhất của vũ trụ hiện đại.