Gigantescos grupos de invisibles materia oscura que deambulan por el universo pueden estar causando estragos en las estrellas binarias, destrozándolas lentamente, sugiere un nuevo estudio. Esos efectos violentos podrían ayudar a revelar la verdadera naturaleza de la entidad más esquiva del universo.
A lo largo de las décadas, los astrónomos han acumulado una enorme cantidad de evidencia que apunta a la existencia de materia oscura, una forma invisible de materia que explica alrededor del 85% de la masa en casi todas las galaxias. Inicialmente, los astrónomos pensaron que la materia oscura podría ser un nuevo tipo de partícula conocida como partículas masivas de interacción débil (WIMP), que interactuarían sólo entre sí a través de gravedad y la fuerza nuclear débil.
Pero los experimentos diseñados para encontrar las señales de seguimiento de los WIMP a medida que flotan Tierra No he encontrado nada, y el modelo WIMP tiene algunas dificultades para igualar las densidades de materia dentro. núcleos galácticos. Debido a esto, los científicos han estado buscando cada vez más un modelo alternativo en el que la partícula de materia oscura sea extremadamente ligera, incluso más ligera que la partícula más ligera conocida, la neutrino.
En estos modelos, la partícula de materia oscura sería más de mil millones de veces más ligera que un electrón. Y lo sabemos por mecánica cuántica que todas las partículas tienen asociada una naturaleza ondulatoria, que normalmente sólo podemos detectar en experimentos subatómicos. Pero en este escenario, la materia oscura sería tan ligera que actuaría más como una onda a escalas del tamaño del sistema solar o mayores.
Recientemente, un equipo de astrónomos en China examinó este modelo y buscó formas de detectar mediante observación este tipo de materia oscura. Informaron de su trabajo en un artículo publicado al servidor de preimpresión arXiv en abril. (El estudio aún no ha sido revisado por pares).
La materia oscura ultraligera no zumbaría por el cosmos como pequeñas balas. En cambio, sería chapotear alrededor de cada galaxia como un océano vasto e invisible. Y así como los océanos pueden soportar olas, el baño de materia oscura ultraligera tendría sus propias oscilaciones. Algunas de estas ondas podrían potencialmente agruparse en un solo grupo que viaje de forma interdependiente mientras mantiene su forma, conocido como solitón.
Estos solitones serían completamente invisibles, como ondas gigantes y rebeldes que atraviesan la galaxia, pero hechas de materia tan liviana que apenas afectarían su entorno. Pero los científicos detrás del nuevo estudio descubrieron que el enorme tamaño de los solitones podría alterar sutilmente el entorno gravitacional que los rodea.
La influencia gravitacional de los solitones sería tan débil que casi todo en la galaxia no se vería afectado por ellos. Pero los pares binarios de estrellas que tienen grandes separaciones sólo se mantienen unidos débilmente por su gravedad mutua, por lo que los solitones serían lo suficientemente grandes como para alterar sus órbitas.
Los investigadores identificaron todos los pares binarios anchos en el catálogo gaia de los mil millones de estrellas más cercanas a el sol y los marcó para futuras observaciones. Si las estrellas binarias comenzaran a alejarse unas de otras, podría deberse a la influencia de los solitones.
El equipo descubrió que al observar el estrellas binarias Si evolucionamos, podríamos tener una sonda muy sensible de materia oscura ultraligera, quizás incluso más sensible que cualquier laboratorio terrestre diseñado para detectar este tipo de materia oscura. Entonces, si algo extraño parece estar sucediendo con las estrellas binarias, podríamos tener nuestra primera pista sobre la naturaleza de la materia oscura.