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El universo guarda muchos secretos todavía por descubrir para los científicos. Uno de ellos es la materia oscura. Los expertos se refieren a ella como el «pegamento invisible» que lo mantiene unido. Se encuentra por todas partes y constituye la mayor parte de la materia existente en el universo. Sin embargo, a pesar de saber esto, los investigadores desconocen exactamente qué es la materia oscura, y llevan cerca de un siglo (desde principios de la década de 1930) intentando averiguarlo.
Las investigaciones sugieren que mientras la materia ordinaria constituye aproximadamente solo el 5 % del universo, la materia oscura constituye alrededor del 27 %. ¿Y el 68 % restante? Pues se cree que es energía oscura, la cual es otro misterio que no abordaremos en esta publicación. Los científicos creen que la materia oscura es la que da forma al cosmos y organiza las galaxias y los objetos cósmicos a gran escala.
Un nuevo estudio dirigido por investigadores de la Universidad de California (Riverside) intenta aportar nuevos detalles sobre este enigmático elemento. Sugiere que un tipo diferente de materia oscura podría explicar varias observaciones cósmicas desconcertantes que han supuesto un reto considerable para los científicos durante muchos años. Apunta a los densos cúmulos de materia oscura que interactúan entre sí, que actuarían como un único mecanismo que explicaría las estructuras inusuales observadas en todo el universo.
El mismo mecanismo funciona en tres entornos diferente
El estudio, dirigido por el físico Hai-Bo Yu de la UC Riverside, sugiere que un nuevo tipo de materia oscura podría ser la clave para explicar tres enigmas astrofísicos en entornos muy diferentes. Propone que los densos cúmulos de materia oscura autointeractuante (SIDM, por sus siglas en inglés), cada uno con aproximadamente un millón de veces la masa del sol, pueden explicar los efectos gravitacionales inusuales observados en lentes gravitatorias, corrientes estelares y galaxias satélites.
Una lente gravitatoria/gravitacional, en astrofísica, se forma cuando un haz de luz procedente de objetos distantes y brillantes se curva alrededor de un objeto masivo (como una galaxia) situado entre el objeto emisor y el receptor. Una corriente estelar es una asociación de estrellas, en forma de “río” o estela, que orbitan una galaxia y comparten un movimiento conjunto, siendo los restos de una galaxia enana o un cúmulo globular destruido por las fuerzas de marea de la galaxia principal. Por último, una galaxia satélite es un sistema estelar pequeño (una galaxia enana) que órbita alrededor de una galaxia anfitriona más grande y masiva, como la Vía Láctea, debido a la fuerza gravitacional.
El trabajado del investigador Yu se centra en el SDIM, en el que las partículas de materia oscura colisionan e intercambian energía. Estas interacciones pueden desencadenar un “colapso gravitotérmico”, formando núcleos extremadamente densos y compactos. Yu, que es profesor de física y astronomía, así como subdirector del Centro de Cosmología Experimental e Instrumentación, explicó:
“La diferencia es como la que existe entre una multitud de personas que se ignoran entre sí y otra donde todos chocan constantemente”.
El estudio muestra que estos densos cúmulos de SIDM pueden explicar simultáneamente múltiples fenómenos. Por ejemplo, un objeto ultradenso en el sistema de lente gravitacional JVAS B1938+666 (revelado a través de su potente efecto de aumento sobre galaxias distantes), una llamativa formación de espuelas y huecos en la corriente estelar GD-1, y el inusual cúmulo estelar Fornax 6 que se encuentra en la galaxia satélite Fornax de la Vía Láctea.
“Lo sorprendente es que el mismo mecanismo funciona en tres entornos completamente diferentes: en el universo distante, dentro de nuestra galaxia y en una galaxia satélite vecina. Todos muestran densidades difíciles de conciliar con la materia oscura del modelo estándar, pero que surgen de forma natural en la materia oscura semi-inusual”, dijo Yu. La investigación contó con el apoyo de la Fundación John Templeton y del Departamento de Energía de Estados Unidos.
Más allá de resolver problemas específicos, este trabajo abre nuevas vías para poner a prueba las teorías de la materia oscura. Futuras observaciones de lentes gravitacionales, corrientes estelares y galaxias satélite podrían ayudar a determinar si la teoría SIDM se ajusta mejor a los datos que el modelo tradicional.
