La materia oscura mixta ( MDM ) es un modelo de materia oscura (DM) propuesto a finales de la década de 1990. [1]
La materia oscura mixta también se denomina materia oscura caliente + fría. La forma más abundante de materia oscura es la materia oscura fría, casi una cuarta parte del contenido energético del Universo. Los neutrinos son las únicas partículas conocidas cuya reliquia térmica del Big Bang debería componer al menos una fracción de la materia oscura caliente (HDM), aunque se especula que existen otros candidatos. [2] A principios de la década de 1990, el espectro de potencia de las fluctuaciones en el agrupamiento de galaxias no concordaba del todo con las predicciones para una cosmología estándar construida alrededor de DM fría pura. [ más explicación necesaria ] Se investigó la materia oscura mixta con una composición de aproximadamente 80% fría y 20% caliente (neutrinos) y se encontró que concordaba mejor con las observaciones. Esta gran cantidad de HDM quedó obsoleta con el descubrimiento en 1998 de la aceleración de la expansión universal , que finalmente condujo al paradigma de energía oscura + materia oscura de esta década. [ cita requerida ]
Los efectos cosmológicos de la DM fría son casi opuestos a los de la DM caliente. Dado que la DM fría promueve el crecimiento de estructuras a gran escala, a menudo se cree que está compuesta de partículas masivas de interacción débil (WIMP). Por el contrario, la DM caliente sufre de flujo libre durante la mayor parte de la historia del Universo, lo que elimina la formación de escalas pequeñas. En otras palabras, la masa de las partículas de DM caliente es demasiado pequeña para producir los objetos gravitacionalmente limitados observados en el Universo. Por esa razón, la abundancia de DM caliente está restringida por la Cosmología a menos del uno por ciento del contenido del Universo.
El escenario de la materia oscura mixta cobró relevancia cuando se propuso que la materia oscura era una reliquia térmica de un condensado de Bose-Einstein compuesto de partículas bosónicas muy ligeras, tan ligeras como los neutrinos o incluso más ligeras como el axión . Este modelo cosmológico predice que la materia oscura fría está formada por muchas partículas condensadas, mientras que una pequeña fracción de estas partículas reside en estados energéticos excitados que contribuyen a la materia oscura caliente. [3]