Los detectives de materia oscura apenas saben nada sobre la materia oscura, pero ahora lo saben: se comporta de manera diferente al margen de las galaxias antiguas que en las nuevas.
La materia oscura es lo que no podemos ver en el universo. Constituye la mayor parte de la masa en el universo pero no emite luz. Sin embargo, tira de todo con gravedad. Todo en el universo actúa como si estuviera siendo arrastrado por grandes nubes pesadas de algo que no podemos ver. Los astrónomos simplemente no están seguros de qué es ese algo.
Sin embargo, un nuevo artículo, publicado el 3 de enero en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, ayuda a reducirlo.
La mayor parte de la materia oscura de la que los científicos son conscientes existe en "halos" o nubes dentro de las galaxias. Pero hay un problema: esos núcleos no se comportan como deberían, según las simulaciones por computadora.
Cuando los investigadores modelan el comportamiento de los halos de materia oscura, estas estructuras generalmente forman ciertas formas: densas bolas de materia oscura en los centros de las galaxias, rodeadas de mechones nublados. Los astrónomos llaman a esto la distribución "cúspide" de la materia oscura. Pero en realidad, muchas galaxias se comportan como si su materia oscura orbitara en los confines exteriores de la galaxia, rodeando un "núcleo" que está más o menos vacío del material invisible. Los astrónomos llaman a esta discrepancia el problema del "núcleo cúspide".
La explicación popular para el problema del núcleo cúspide, llamada el modelo "Materia oscura auto interactiva" (SIDM), sugiere que la materia oscura no solo existe completamente fuera de la física que podemos detectar y comprender directamente, sino que también actúa sobre utilizando fuerzas desconocidas Si las interacciones de la materia oscura consigo misma difieren de sus interacciones con la materia ordinaria, eso podría explicar cómo se las arregló para viajar desde los centros de las galaxias hacia sus bordes.
Pero esta explicación podría estar complicando las cosas, sugiere el nuevo estudio.
Otra fuerza podría expulsar la materia oscura del centro de las galaxias: el calentamiento de la materia oscura. Eso se refiere a la energía intensa y al viento de la formación estelar que empuja la materia oscura fuera de los centros de las galaxias (donde se forman la mayoría de las estrellas nuevas). Pero hay poca evidencia directa de este fenómeno, e incluso si lo hubiera, no está claro si dicho calentamiento sería lo suficientemente poderoso como para explicar la discrepancia entre los modelos de distribución de materia oscura y lo que muestran las observaciones.
Sin embargo, este nuevo documento sugiere que el calentamiento de la materia oscura es la explicación correcta.
Los autores estudiaron 16 galaxias enanas divididas aproximadamente en dos categorías: galaxias que dejaron de formar estrellas hace miles de millones de años y galaxias que dejaron de formar estrellas más recientemente o todavía están formando estrellas.
Los investigadores encontraron que las galaxias más viejas y menos activas tendían a tener cúspides de materia oscura, regiones en sus centros con mucha materia oscura. Las galaxias más activas tendían a tener núcleos vacíos.
Los nuevos hallazgos sugieren que el calentamiento de la materia oscura es real y juega un papel importante en el comportamiento de la materia oscura, escribieron los investigadores. Las galaxias que hace mucho tiempo dejaron de formar estrellas también tenían menos energía para expulsar la materia oscura del centro galáctico. En esos casos, la materia oscura se comportó de la forma en que los modelos simples predicen que debería. Las galaxias formadoras de estrellas más activas tuvieron más calentamiento, y eso hizo que la materia oscura allí se desviara de los modelos.
Si este hallazgo es correcto, reduce las posibilidades de lo que podría ser la materia oscura, aunque no dramáticamente: solo tiene que ser algo que salga del centro de una galaxia con muchas estrellas nuevas. Y este resultado podría significar que es innecesario proponer todo tipo de propiedades extrañas de materia oscura para explicar cómo se comporta la sustancia.
Aún así, nada es seguro todavía. Los investigadores reconocieron en su artículo que confiaron en métodos para simular la materia oscura que han sido criticados. Podría haber otras galaxias con propiedades en algún lugar entre los modelos de cúspide y núcleo, lo que complicaría los nuevos hallazgos.
Por ahora, sin embargo, los detectives de materia oscura pueden agregar otra pieza de evidencia a sus tableros de anuncios cubiertos con una cuerda roja.
