Estrellas de materia oscura

Hay miles de misterios que aún no hemos podido explicar sobre el universo, uno de ellos es la materia oscura.

Hace dos años Pavel Mancera Piña y sus compañeros publicaron un estudio en el que apuntaban que tanto la galaxia AGC 114905, situada a alrededor de 250 millones de años luz, como otra media decena, contenían cantidades mínimas de materia oscura. El problema sigue siendo que la teoría predice que debe haber materia oscura en la galaxia AGC 114905, pero las observaciones dicen que no lo hay. De hecho, la diferencia entre la teoría y la observación es cada vez mayor. Se han analizado dos posibilidades: que el objeto misterioso sea una estrella de neutrones mezclada con materia oscura en forma de axiones o que se trate de un cuerpo celeste compuesto de manera parcial o total por algún tipo de partícula parecida a los axiones. ¿La conclusión? Las partículas exóticas del objeto misterioso pertenecen a un rango de energías que no encaja con el que se ha hipotetizado para los axiones.

El universo y la materia guardan miles de misterios que aun no hemos podido explicar, uno de ellos es un tipo de materia que representa alrededor del 27% de la energía total contenida en el universo y cuya influencia gravitatoria altera cómo rotan las estrellas alrededor del núcleo de las galaxias, no emite luz ni interactúa con ningún tipo de radiación electromagnética, es una materia completamente invisible. Hablamos de la materia oscura.

La materia oscura es una incógnita, no podemos verla de forma directa porque no interactúa con la luz y aun no sabemos a ciencia cierta lo que es. Sin embargo, ha llegado a ser tan importante para nuestros modelos y compresión del universo que su ausencia llega a suponer también un misterio.

Hace dos años Pavel Mancera Piña y sus compañeros publicaron un estudio en el que apuntaban que tanto la galaxia AGC 114905, situada a alrededor de 250 millones de años luz, como otra media decena, contenían cantidades mínimas de materia oscura.

“El problema sigue siendo que la teoría predice que debe haber materia oscura en la galaxia AGC 114905, pero nuestras observaciones dicen que no lo hay. De hecho, la diferencia entre la teoría y la observación es cada vez mayor”, explica Pavel Mancera Piña en declaraciones recogidas por Science Daily.

Un nuevo estudio ha intentado arrojar luz sobre el asunto evaluando la posibilidad de que uno de los cuerpos celestes involucrados en una emisión de ondas gravitacionales esté hecho, al menos en parte, de materia oscura.

El modelo estándar es el que  mejor describe la realidad, y parte de la base de que todo está hecho de distintos tipos de partículas fundamentales. Algunas de esas partículas son la base de la materia que nos compone y rodea (los electrones y los quarks), otras median las interacciones entre las cuatro fuerzas fundamentales que rigen el universo (como los bosones W y Z, los fotones y los gluones) y otras surgen como resultado de distintas reacciones nucleares (como los neutrinos).

Pero es posible que el modelo estándar no esté completo. Por ejemplo, aún no se han detectado señales de la existencia de la hipotética partícula que mediaría las interacciones gravitatorias, el gravitón. Y otro tipo de partícula fundamental que podría estar pendiente de descubrir es el axión, cuya existencia ayudaría a solucionar varias inexactitudes de algunos modelos físicos actuales. Eso se debe a que estas partículas podrían representar al menos una parte de la elusiva materia oscura.

En 2019, se  detectó una señal de ondas gravitacionales proveniente de una fuente localizada a una distancia de unos 790 millones de años-luz. El análisis de las ondas reveló que habían sido producidas por la colisión de dos objetos con masas 23 y 2,6 veces superiores a la del Sol, respectivamente. El más masivo es claramente un agujero negro, pero la naturaleza del más ligero no está tan clara: su masa se encuentra en la frontera entre la de los agujeros negros y la de las estrellas de neutrones.

Este evento no produjo ningún tipo de señal luminosa, con lo cual, se asume que  dicho evento debió ser una colisión de agujeros negros o que el agujero negro se tragó la estrella de neutrones. Pero también se ha especulado que el objeto de 2,6 masas solares podría ser algún tipo de estrella hecha de materia exótica, incluyendo un astro hecho parcial o totalmente de axiones. Y los autores de un nuevo estudio han intentado averiguar si esta hipótesis podría arrojar algo de luz sobre la esquiva materia oscura.

En el estudio se han analizado dos posibilidades: que el objeto misterioso sea una estrella de neutrones mezclada con materia oscura en forma de axiones o que se trate de un cuerpo celeste compuesto de manera parcial o total por algún tipo de partícula parecida a los axiones.

Los autores del estudio han llegado a la conclusión de que las partículas exóticas del objeto misterioso pertenecerían a un rango de energías que no encaja con el que se ha hipotetizado para los axiones. Por tanto, el cuerpo celeste de 2,6 masas solares que fue engullido por un agujero negro no apoya la posibilidad de que la materia oscura esté hecha de axiones.

Sin embargo, las características de esta estrella misteriosa sí que son compatibles con las de una estrella de neutrones que estuviera enriquecida con una partícula similar a los axiones e incluso encajaría con las de una estrella hecha puramente de partículas parecidas a los axiones.

A la espera de encajar el misterio en nuestra comprensión, aún muy limitada de la materia oscura, los investigadores continúan trabajando.

 

Fuente: https://www.larazon.es/ciencia/20211229/vrmdhokx7na2lhn2is7oi3j5qy.html

Doctor Fisión

Doctor Fision

Divulgador científico especialista en física y astrofísica, y apasionado de la ciencia en general. Autor del bestseller "El Universo Explicado" y de "La Nueva Carrera Espacial". Tiene más de 3 millones de seguidores en redes sociales.

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