{"id":1923,"date":"2025-08-17T11:36:57","date_gmt":"2025-08-17T08:36:57","guid":{"rendered":"https:\/\/planeta21vek.ru\/isp\/?p=1923"},"modified":"2025-11-20T13:05:00","modified_gmt":"2025-11-20T10:05:00","slug":"interaccion-de-estrellas-galaxias-y-materia-oscura","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/planeta21vek.ru\/isp\/2025\/08\/17\/interaccion-de-estrellas-galaxias-y-materia-oscura\/","title":{"rendered":"Interacci\u00f3n de estrellas, galaxias y materia oscura"},"content":{"rendered":"

Las condiciones extremas que se encuentran en las estrellas de neutrones las convierten en laboratorios ideales para el estudio de la f\u00edsica en condiciones \u00fanicas en el universo. Los cient\u00edficos tambi\u00e9n sospechan que algunas estrellas muertas, compuestas por el material m\u00e1s denso del universo conocido, llamadas estrellas de neutrones, podr\u00edan actuar como trampas para part\u00edculas de materia oscura, que colisionan a gran velocidad y se aniquilan entre s\u00ed. Una nueva investigaci\u00f3n sugiere que las enanas marrones, tambi\u00e9n conocidas como estrellas fallidas, podr\u00edan actuar como trampas gravitacionales para la materia oscura, obligando a este material ex\u00f3tico a interactuar entre s\u00ed.<\/span><\/p>\n

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Los cient\u00edficos planean utilizar los \u00abrelojes\u00bb de estrellas muertas para arrojar luz sobre la entidad m\u00e1s misteriosa del universo: la energ\u00eda oscura.<\/span><\/strong><\/span><\/p>\n

Estos cronometradores son en realidad p\u00falsares, o estrellas de neutrones que giran r\u00e1pidamente y que nacen de la muerte de estrellas con al menos ocho veces la masa del Sol. Las condiciones extremas que se encuentran en las estrellas de neutrones las convierten en laboratorios ideales para estudiar la f\u00edsica en condiciones que no se encuentran en ning\u00fan otro lugar del universo.<\/span><\/p>\n

Los llamados \u00abp\u00falsares de milisegundos\u00bb pueden girar a cientos de revoluciones por segundo y emitir rayos de radiaci\u00f3n electromagn\u00e9tica desde sus polos, como faros c\u00f3smicos que atraviesan el espacio. Recibieron su nombre porque, cuando fueron avistadas por primera vez, estas estrellas de neutrones parec\u00edan pulsar, aumentando su brillo a medida que sus rayos se dirig\u00edan directamente a la Tierra. Los hallazgos del equipo se presentaron en la Reuni\u00f3n Nacional de Astronom\u00eda (NAM) 2024 en la Universidad de Hull el 15 de julio.<\/span><\/p>\n

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\nDiagrama que muestra la lente gravitacional causada por la materia oscura. Robert Lee<\/span><\/em><\/p>\n

La sincronizaci\u00f3n ultraprecisa de los cambios de brillo de los p\u00falsares, en milisegundos, permite su uso como relojes c\u00f3smicos en las \u00abantenas de cronometraje de p\u00falsares\u00bb. Estas antenas son tan precisas que pueden medir las perturbaciones gravitacionales en la estructura del espacio y el tiempo, combinadas en una entidad tetradimensional llamada \u00abespacio-tiempo\u00bb, lo que podr\u00eda ser ideal para la b\u00fasqueda de materia oscura.<\/span><\/p>\n

\u00abLa ciencia ha desarrollado m\u00e9todos muy precisos para medir el tiempo\u00bb, afirm\u00f3 John Losecco, investigador de la Universidad de Notre Dame especializado en cronometradores de p\u00falsares. \u00abEn la Tierra, tenemos relojes at\u00f3micos, y en el espacio, tenemos p\u00falsares\u00bb.<\/span><\/p>\n

La materia oscura es tan misteriosa porque no interact\u00faa con la luz ni con la materia normal, y si lo hace, es muy d\u00e9bil y no podemos detectarla. La \u00abmateria normal\u00bb est\u00e1 compuesta de \u00e1tomos compuestos por electrones, protones y neutrones, que interact\u00faan con la luz y la materia, por lo que los cient\u00edficos saben que la materia oscura debe estar compuesta de otras part\u00edculas.<\/span><\/p>\n

A pesar de no interactuar con la luz, la materia oscura ejerce una fuerza gravitacional, y su presencia puede inferirse por la forma en que dicha fuerza afecta a la luz y, de hecho, a la materia ordinaria. Es el efecto de esta fuerza gravitacional sobre la luz lo que Losecco y sus colegas intentaron estudiar con los p\u00falsares.<\/span><\/p>\n

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\nImpresi\u00f3n art\u00edstica de un conjunto de p\u00falsares afectados por las ondas gravitacionales generadas por un agujero negro supermasivo binario en una galaxia distante. Aurora Simonnet\/NANOGrav<\/span><\/em><\/p>\n

Seg\u00fan la teor\u00eda general de la relatividad de Albert Einstein, los objetos con masa curvan la estructura del espacio-tiempo, y la gravedad surge de esta curvatura. Cuando la luz atraviesa esta curvatura, su trayectoria tambi\u00e9n se altera. Esto puede cambiar el tiempo que tarda la luz en viajar, provocando que la luz del mismo objeto distante llegue a la Tierra en momentos diferentes, lo que te\u00f3ricamente la ralentiza (la velocidad de la luz no cambia realmente, solo la distancia que recorre).<\/span><\/p>\n

La materia oscura tiene masa, por lo que las acumulaciones de esta misteriosa forma de materia tambi\u00e9n pueden curvar el espacio-tiempo. As\u00ed, la trayectoria de la luz procedente de objetos distantes se curva y su tiempo de llegada se retrasa al atravesar acumulaciones de materia oscura. Este efecto se denomina \u00ablente gravitacional\u00bb, y el cuerpo que interfiere en la trayectoria de la luz se denomina \u00ablente gravitacional\u00bb.<\/span><\/p>\n

Losecco y sus colegas estudiaron datos recopilados de 65 p\u00falsares en el Conjunto de Sincronizaci\u00f3n de P\u00falsares de Parkes. Encontraron unos 12 casos que indicaban cambios y retrasos en la sincronizaci\u00f3n de los p\u00falsares, cuya precisi\u00f3n suele ser de nanosegundos.<\/span><\/p>\n

Esto indica que las ondas de radio de estas balizas c\u00f3smicas similares a estrellas muertas viajan a trav\u00e9s de un espacio deformado causado por una concentraci\u00f3n invisible de masa en alg\u00fan punto entre el p\u00falsar y el telescopio. Los cient\u00edficos especulan que estas masas invisibles podr\u00edan ser \u00abc\u00famulos\u00bb de materia oscura.<\/span><\/p>\n

\u00abAprovechamos el movimiento de la Tierra, del Sol, del p\u00falsar e incluso de la materia oscura\u00bb, explic\u00f3 Losecco. \u00abObservamos desviaciones en los tiempos de llegada causadas por cambios en la distancia entre la masa observada y la l\u00ednea de visi\u00f3n de nuestro p\u00falsar ‘reloj'\u00bb.<\/span><\/p>\n

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\nEsta ilustraci\u00f3n muestra una estrella de neutrones que gira r\u00e1pidamente rodeada de un campo magn\u00e9tico azul que emite chorros de ondas de radio. NASA Goddard\/Walt Feimer<\/span><\/em><\/p>\n

Las desviaciones observadas por el equipo son bastante peque\u00f1as. Por ejemplo, un cuerpo con la masa del Sol causar\u00eda un retraso de unos 10 microsegundos en las ondas de radio del p\u00falsar. Las desviaciones estimadas en el retraso debido a la materia oscura observadas por el equipo son 10\u00a0000 veces menores.<\/span><\/p>\n

\u00abUno de los descubrimientos indica una distorsi\u00f3n de la masa del Sol de aproximadamente un 20%\u00bb, afirm\u00f3 el profesor Losecco. \u00abEste objeto podr\u00eda ser candidato a materia oscura\u00bb.<\/span><\/p>\n

Un efecto secundario de la investigaci\u00f3n del equipo ha sido mejorar la precisi\u00f3n de los datos del Parkes Pulsar Timing Array, que se est\u00e1n recopilando para buscar evidencia de radiaci\u00f3n gravitacional de baja frecuencia.<\/span><\/p>\n\n

Los c\u00famulos de materia oscura pueden a\u00f1adir interferencia, o \u00abruido\u00bb, a estos datos; identificar y eliminar este ruido ayudar\u00e1 a los cient\u00edficos a utilizar mejor el conjunto de datos para buscar perturbaciones de baja frecuencia en el espacio-tiempo, llamadas ondas gravitacionales. Esto podr\u00eda revelar radiaci\u00f3n gravitacional procedente de fusiones de agujeros negros m\u00e1s distantes y, por lo tanto, anteriores, y quiz\u00e1s incluso ondas gravitacionales primordiales de fondo, remanentes del Big Bang.<\/span><\/p>\n

\u00abLa verdadera naturaleza de la materia oscura sigue siendo un misterio\u00bb, afirm\u00f3 Losecco. \u00abEste estudio arroja nueva luz sobre la naturaleza de la materia oscura y su distribuci\u00f3n en la V\u00eda L\u00e1ctea, y podr\u00eda mejorar la precisi\u00f3n de los datos de p\u00falsares\u00bb.<\/span><\/p>\n

Los cient\u00edficos especulan que algunas estrellas muertas, compuestas del material m\u00e1s denso del universo conocido, llamadas \u00abestrellas de neutrones\u00bb, podr\u00edan actuar como trampas para part\u00edculas de materia oscura que colisionan a gran velocidad y se aniquilan entre s\u00ed. A su vez, seg\u00fan el equipo, el proceso de aniquilaci\u00f3n probablemente calienta las estrellas muertas desde su interior.<\/span><\/strong><\/span><\/p>\n

En general, la materia oscura es un tema complejo para los investigadores porque, a pesar de constituir aproximadamente el 85 % de la materia del universo, es pr\u00e1cticamente invisible al no interactuar con la luz. La materia oscura tampoco parece interactuar con la \u00abmateria normal\u00bb, compuesta de protones, neutrones y electrones, o si lo hace, estas interacciones son raras y d\u00e9biles. Nunca las hemos observado. Esto plantea una pregunta interesante: \u00bfinteract\u00faa la materia oscura consigo misma? Un estudio de 2024 realizado por Bell y sus colegas est\u00e1 disponible en el repositorio arXiv.<\/span><\/p>\n

Nicole Bell, f\u00edsica te\u00f3rica de la Universidad de Melbourne, est\u00e1 interesada en las autointeracciones de la materia oscura, que ocurren en la materia ordinaria cuando un electr\u00f3n y su antipart\u00edcula, un positr\u00f3n, se encuentran y se aniquilan, liberando energ\u00eda. La materia oscura es el\u00e9ctricamente neutra, lo que significa que cualquier part\u00edcula que la compone podr\u00eda, en teor\u00eda, tener sus propias antipart\u00edculas.<\/span><\/p>\n

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\nEl Telescopio Espacial James Webb de la NASA, que se muestra en esta ilustraci\u00f3n art\u00edstica, puede detectar la radiaci\u00f3n t\u00e9rmica de las estrellas de neutrones, lo que indica la aniquilaci\u00f3n de la materia oscura. NASA GSFC\/CIL\/Adriana Manrique Guti\u00e9rrez<\/span><\/em><\/p>\n

Y, tal como ocurre con la aniquilaci\u00f3n de materia ordinaria, cuando las part\u00edculas de materia oscura se encuentran, deber\u00eda producirse la aniquilaci\u00f3n de materia oscura, y las estrellas de neutrones podr\u00edan ser el entorno extremo ideal para tales interacciones.<\/span><\/p>\n

La aniquilaci\u00f3n se produce cuando una part\u00edcula y una antipart\u00edcula colisionan y se destruyen mutuamente. Esto es lo que ocurrir\u00eda si la materia oscura fuera su propia antipart\u00edcula, como suele asumirse en los modelos de materia oscura m\u00e1s estudiados. La captura y aniquilaci\u00f3n de la materia oscura en las estrellas de neutrones proporcionar\u00eda el calor que evitar\u00eda que la estrella se enfriara demasiado.<\/span><\/p>\n

Esto significa que si las estrellas de neutrones pueden actuar como \u00abtrampas de materia oscura\u00bb, podr\u00edan emitir una se\u00f1al t\u00e9rmica. De detectarse, las estrellas de neutrones podr\u00edan actuar como \u00abdetectores rudimentarios de materia oscura\u00bb, ayudando a los cient\u00edficos a rastrear esta forma de materia, en gran medida invisible.<\/span><\/p>\n

Una estrella de neutrones nace cuando una estrella con al menos ocho veces la masa del Sol agota el combustible para impulsar la fusi\u00f3n nuclear en su n\u00facleo. Esto pone fin a la fuerza de presi\u00f3n de radiaci\u00f3n que la ha mantenido contra la fuerza de su propia gravedad durante millones, a veces miles de millones, de a\u00f1os.<\/span><\/p>\n

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\nUn corte transversal de una estrella de neutrones llena de materia ex\u00f3tica de quarks. \u00bfPero podr\u00edan estas estrellas muertas ocultar algo a\u00fan m\u00e1s ex\u00f3tico? Jyrki Hokkanen\/CSC<\/span><\/em><\/p>\n

Como resultado, el n\u00facleo de la estrella colapsa, provocando una explosi\u00f3n de supernova. Esta onda expansiva arrastra las capas externas de la estrella moribunda, as\u00ed como la mayor parte de su masa, dejando atr\u00e1s un n\u00facleo estelar con una masa de una a dos veces la del Sol, que colapsa hasta alcanzar una anchura de unos 20 kil\u00f3metros.<\/span><\/p>\n

Comprimir un cuerpo equivalente a m\u00e1s de medio mill\u00f3n de Tierras en un cuerpo que cabr\u00eda dentro de Chicago de forma natural tiene un efecto tremendo en el material del n\u00facleo de la estrella. Los electrones y los protones colisionan, creando un mar de neutrones, part\u00edculas que normalmente solo se encuentran en el n\u00facleo de los \u00e1tomos. Este mar de neutrones, que conforma una estrella de neutrones, es tan denso que si una cucharada de \u00e9l cayera sobre la Tierra, pesar\u00eda m\u00e1s de mil millones de toneladas. Eso es aproximadamente lo mismo que el Monte Everest.<\/span><\/p>\n

Las estrellas de neutrones est\u00e1n hechas de la materia m\u00e1s densa del Universo conocido, por lo que los cient\u00edficos creen que su atracci\u00f3n gravitatoria puede ser lo suficientemente fuerte como para retener la materia oscura, que, a pesar de no interactuar con la luz y la materia, s\u00ed interact\u00faa con la gravedad.<\/span><\/p>\n

Bell explica que se cree que la aniquilaci\u00f3n de materia oscura ocurri\u00f3 con frecuencia cuando el universo de 13.800 millones de a\u00f1os ten\u00eda menos de un segundo, pero se cree que es poco com\u00fan en el universo moderno. Las \u00fanicas excepciones son las regiones con grandes cantidades de materia oscura.<\/span><\/p>\n

Y si la materia oscura realmente puede acumularse en las profundidades de las estrellas de neutrones, Bell y sus colegas descubrieron que esto podr\u00eda proporcionar el ambiente rico en materia oscura adecuado para permitir que se aniquile en el viejo universo.<\/span><\/p>\n

\u00abEn \u00faltima instancia, puede haber suficiente materia oscura en un \u00e1rea peque\u00f1a para que pueda ocurrir una aniquilaci\u00f3n significativa de materia oscura en estas estrellas\u00bb, dijo Bell.<\/span><\/p>\n

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\nIlustraci\u00f3n de una estrella de neutrones comparada con la isla de Manhattan. Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA.<\/span><\/em><\/p>\n

Bell agreg\u00f3 que en los experimentos de materia oscura en laboratorios de la Tierra, los cient\u00edficos buscan se\u00f1ales de part\u00edculas de materia oscura que interact\u00faan con materia normal, pero las estrellas de neutrones tienen una ventaja natural en este sentido.<\/span><\/p>\n

En el laboratorio, buscamos part\u00edculas de materia oscura que colisionen con n\u00facleos at\u00f3micos. Pero si eso es posible, entonces la materia oscura tambi\u00e9n deber\u00eda poder colisionar con neutrones y protones en estrellas de neutrones. Y las estrellas de neutrones tienen muchos neutrones.<\/span><\/p>\n

En el estudio de las estrellas de neutrones y la materia oscura, la enorme gravedad de las estrellas de neutrones puede crear otra condici\u00f3n que haga a\u00fan m\u00e1s probable la autointeracci\u00f3n de part\u00edculas de materia oscura dentro de estas estrellas muertas.<\/span><\/p>\n

La materia oscura se acelera a velocidades cercanas a la de la luz al caer en una estrella de neutrones. Esto es \u00fatil porque puede aumentar la velocidad de las interacciones, lo que potencialmente nos permite estudiar algunos tipos de interacciones de materia oscura que son casi imposibles de observar en experimentos en la Tierra.<\/span><\/p>\n

La aniquilaci\u00f3n de la materia oscura libera energ\u00eda t\u00e9rmica en estas trampas estelares muertas, por lo que el equipo tambi\u00e9n analiz\u00f3 cu\u00e1nto tardar\u00edan las estrellas de neutrones y la materia oscura atrapada en alcanzar un estado llamado \u00abequilibrio t\u00e9rmico\u00bb. Este es el punto en el que ambas sustancias alcanzan la misma temperatura y ya no pueden transferirse m\u00e1s calor entre ellas.<\/span><\/p>\n

Este estudio demostr\u00f3 que una estrella de neutrones llena de materia oscura podr\u00eda alcanzar el equilibrio t\u00e9rmico en tan solo 10.000 a\u00f1os, o en tan solo un a\u00f1o, seg\u00fan el modelo utilizado. En t\u00e9rminos c\u00f3smicos, eso es solo un abrir y cerrar de ojos.<\/span><\/p>\n

Para confirmar esta teor\u00eda, los investigadores necesitan medir la temperatura de las estrellas de neutrones. Descubrir que estas estrellas extremadamente muertas son m\u00e1s calientes de lo esperado confirmar\u00eda que las part\u00edculas de materia oscura se est\u00e1n aniquilando en sus n\u00facleos. Sin embargo, tal descubrimiento no ser\u00eda f\u00e1cil, ya que solo las estrellas de neutrones m\u00e1s viejas y fr\u00edas emiten radiaci\u00f3n t\u00e9rmica que no es suprimida por otras radiaciones. Esto requerir\u00eda el instrumento de observaci\u00f3n m\u00e1s potente que la humanidad haya lanzado jam\u00e1s al espacio: el Telescopio Espacial James Webb.<\/span><\/p>\n

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\n(Izquierda) Impresi\u00f3n art\u00edstica de la distribuci\u00f3n de la materia oscura en una estrella de neutrones (derecha). Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA\/VOLKER SPRINGEL, INSTITUTO MAX PLANCK DE ASTROF\u00cdSICA<\/span><\/em><\/p>\n

Las estrellas de neutrones que m\u00e1s nos interesan son muy fr\u00edas y dif\u00edciles de observar. La temperatura de estas estrellas produce radiaci\u00f3n infrarroja cercana que posiblemente podr\u00eda ser observada por el Telescopio Espacial James Webb (JWST).<\/span><\/p>\n

La falta de comprensi\u00f3n de la naturaleza de las estrellas de neutrones puede significar que este modelo de aniquilaci\u00f3n oscura ser\u00eda m\u00e1s f\u00e1cil de probar en el tipo de restos estelares que quedan despu\u00e9s de la muerte de estrellas m\u00e1s peque\u00f1as como el Sol: enanas blancas.<\/span><\/p>\n

Las estrellas de neutrones ser\u00edan eficaces para capturar materia oscura debido a su extrema densidad. Sin embargo, tambi\u00e9n son estrellas relativamente poco conocidas. Ideas similares podr\u00edan aplicarse a otras estrellas que conocemos mejor, como las enanas blancas.<\/span><\/p>\n

Si la teor\u00eda es correcta, no s\u00f3lo arrojar\u00e1 luz sobre la materia oscura, sino que tambi\u00e9n ayudar\u00e1 a los cient\u00edficos a comprender mejor la evoluci\u00f3n de las estrellas de neutrones.<\/span><\/p>\n

La materia oscura puede ser capturada por las estrellas y acumularse en su interior. Si esto ocurre, tambi\u00e9n puede interactuar consigo misma y aniquilarse, liberando energ\u00eda que calienta la estrella.<\/span><\/strong><\/span><\/p>\n

\u00abEnanas oscuras\u00bb puede parecer el nombre de una nueva raza de habitantes de la Tierra Media adoradores de Sauron, pero en realidad son un nuevo tipo de cuerpo estelar que se cree que existe en el centro de las galaxias. La investigaci\u00f3n del equipo se public\u00f3 en la Revista de Cosmolog\u00eda y F\u00edsica de Astropart\u00edculas (JCAP) en 2025.<\/span><\/p>\n

El prefijo \u00aboscuro\u00bb no se refiere al Se\u00f1or Oscuro, sino a la materia oscura, una sustancia misteriosa que constituye el 85 % de la materia del universo. Esta forma de materia permanece pr\u00e1cticamente invisible porque no interact\u00faa con la luz, pero s\u00ed con la gravedad.<\/span><\/p>\n

Una nueva investigaci\u00f3n sugiere que las enanas marrones, tambi\u00e9n conocidas como \u00abestrellas fallidas\u00bb, podr\u00edan actuar como trampas gravitacionales para la materia oscura, provocando que este material ex\u00f3tico interact\u00fae entre s\u00ed. Esto libera energ\u00eda, calentando estas estrellas fallidas y convirti\u00e9ndolas de enanas marrones en estrellas oscuras. Y cuanta m\u00e1s materia oscura acumulan estas enanas oscuras, m\u00e1s energ\u00eda emiten en su lado oscuro.<\/span><\/p>\n

Si esta idea es correcta y las enanas oscuras efectivamente habitan el centro de la V\u00eda L\u00e1ctea y otras galaxias donde la materia oscura es m\u00e1s com\u00fan, da a los cient\u00edficos una fuerte pista acerca de qu\u00e9 part\u00edculas hipot\u00e9ticas no descubiertas podr\u00edan componer esta misteriosa forma de materia.<\/span><\/p>\n

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\nIlustraci\u00f3n de dos enanas marrones con la nube molecular de Perseo como tel\u00f3n de fondo. Robert Lee<\/span><\/em><\/p>\n

Esto se debe a que solo ciertas part\u00edculas de materia oscura interact\u00faan entre s\u00ed y se autodestruyen, liberando energ\u00eda. Quiz\u00e1s el ejemplo m\u00e1s llamativo de estas part\u00edculas autointeractuantes sean las part\u00edculas masivas de interacci\u00f3n d\u00e9bil (WIMP).<\/span><\/p>\n

\u00abLa materia oscura interact\u00faa gravitacionalmente, por lo que puede ser capturada por las estrellas y acumularse en su interior\u00bb, explic\u00f3 Jeremy Sackstein, miembro del equipo de la Universidad de Haw\u00e1i. \u00abSi esto ocurre, tambi\u00e9n puede interactuar consigo misma y aniquilarse, liberando energ\u00eda que calienta la estrella\u00bb.<\/span><\/p>\n

Las enanas marrones se han ganado el desafortunado apodo de \u00abestrellas fallidas\u00bb porque, aunque se forman como estrellas a partir de una nube de gas y polvo en colapso, no logran acumular suficiente masa para iniciar la reacci\u00f3n de fusi\u00f3n entre hidr\u00f3geno y helio en sus n\u00facleos.<\/span><\/p>\n

Este proceso alimenta estrellas de la secuencia principal como el Sol. Las enanas marrones brillan tenuemente debido a la fusi\u00f3n nuclear que se produce en su interior y a que colapsan bajo su propia gravedad. Pero en el centro de las galaxias, estas estrellas fallidas podr\u00edan tener una fuente de energ\u00eda alternativa.<\/span><\/p>\n

\u00abLas enanas oscuras son objetos con una masa muy baja, aproximadamente el 8% de la masa del Sol\u00bb, explic\u00f3 Sackstein. \u00abEstos objetos acumulan materia oscura, lo que les permite convertirse en enanas oscuras\u00bb.<\/span><\/p>\n

La materia oscura interact\u00faa gravitacionalmente, pero no con otra materia, lo que le permite precipitarse hacia el centro de las galaxias sin encontrar mucha resistencia. Esto significa que el centro de las galaxias es rico en materia oscura y, por lo tanto, es el lugar m\u00e1s probable para encontrar enanas oscuras.<\/span><\/p>\n

\u00abCuanta m\u00e1s materia oscura haya alrededor, m\u00e1s se podr\u00e1 capturar\u00bb, dijo Sackstein. \u00abY cuanta m\u00e1s materia oscura haya dentro de una estrella, m\u00e1s energ\u00eda se producir\u00e1 al aniquilarse\u00bb.<\/span><\/p>\n

La materia oscura solo puede alimentar a las enanas oscuras interactuando consigo misma. Incluso si estas interacciones son raras o d\u00e9biles (lo que explica por qu\u00e9 a\u00fan no las hemos detectado), donde la materia oscura est\u00e1 comprimida gravitacionalmente, como en el n\u00facleo de una enana marr\u00f3n, podr\u00edan volverse frecuentes.<\/span><\/p>\n

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\nIlustraci\u00f3n de materia oscura envolviendo una estrella \u00abenana oscura\u00bb. Robert Lee<\/span><\/em><\/p>\n

Por lo tanto, la existencia de enanas oscuras podr\u00eda descartar candidatos a materia oscura que no interact\u00faen, as\u00ed como part\u00edculas demasiado ligeras. Entre estas podr\u00edan incluirse los axiones, el principal candidato actual a materia oscura.<\/span><\/p>\n

\u00abPara que existan enanas oscuras, la materia oscura debe estar compuesta de WIMP, o cualquier part\u00edcula pesada que interact\u00fae entre s\u00ed tan fuertemente que produzca materia visible\u00bb, dijo Sackstein.<\/span><\/p>\n

Por supuesto, todo esto ser\u00eda pura especulaci\u00f3n si el equipo no pudiera encontrar una forma de detectar enanas oscuras y distinguirlas de las enanas marrones, que no utilizan materia oscura, o de las estrellas ordinarias.<\/span><\/p>\n

Los investigadores proponen un marcador qu\u00edmico espec\u00edfico que podr\u00eda ser un signo revelador de las enanas oscuras: el is\u00f3topo litio-7, que se quema f\u00e1cilmente y, por lo tanto, es absorbido r\u00e1pidamente por las estrellas normales.<\/span><\/p>\n

\u00abHab\u00eda varios marcadores, pero propusimos el litio-7 porque ser\u00eda un efecto realmente \u00fanico\u00bb, dijo Sackstein. \u00abAs\u00ed que, si se pudiera encontrar un objeto que pareciera una enana oscura, se podr\u00eda buscar este litio, porque no estar\u00eda all\u00ed si fuera una enana marr\u00f3n o algo similar\u00bb.<\/span><\/p>\n

El equipo cree que telescopios potentes como el Telescopio Espacial James Webb (JWST) de la NASA ya son capaces de detectar enanas oscuras fr\u00edas y tenues.<\/span><\/p>\n

Sackstein sostiene que si se descubre una enana oscura en el centro de la V\u00eda L\u00e1ctea, ser\u00eda una evidencia \u00abbastante convincente\u00bb de que las WIMP son part\u00edculas de materia oscura.<\/span><\/p>\n\n

\u00abCon candidatos a materia oscura ligera como el axi\u00f3n, no creo que se obtenga algo parecido a una enana oscura. No se acumulan dentro de las estrellas\u00bb, dijo el investigador. \u00abSi encontramos una enana oscura, ser\u00eda una prueba contundente de que la materia oscura es pesada e interact\u00faa fuertemente consigo misma, pero solo d\u00e9bilmente con la materia ‘normal’. Esto incluye las clases WIMP, pero tambi\u00e9n otros modelos m\u00e1s ex\u00f3ticos\u00bb.<\/span><\/p>\n

\u00abObservar una enana oscura no nos da una conclusi\u00f3n definitiva de que la materia oscura sea una WIMP, pero significar\u00eda que es una WIMP o algo que se comporta como una WIMP en todos los aspectos\u00bb.<\/span><\/p>\n

\u00bfInteract\u00faa la materia oscura consigo misma? La respuesta podr\u00eda estar en vastos c\u00famulos de galaxias en colisi\u00f3n.<\/span><\/strong><\/span><\/p>\n

Se sabe que la materia oscura es asocial: se niega a interactuar con la luz y la materia \u00abnormal\u00bb, lo que la hace pr\u00e1cticamente invisible. Sin embargo, los cient\u00edficos no est\u00e1n seguros de si la materia oscura interact\u00faa consigo misma.<\/span><\/p>\n

Si las part\u00edculas que componen la materia oscura interact\u00faan entre s\u00ed, colisionando e incluso destruy\u00e9ndose, un nuevo estudio sugiere que los c\u00famulos de galaxias podr\u00edan utilizarse como colisionadores naturales de materia oscura. Este m\u00e9todo de detecci\u00f3n de materia oscura se basar\u00eda en el encuentro y la colisi\u00f3n de dos grupos de galaxias tan vastos.<\/span><\/p>\n

Dado que estos c\u00famulos de galaxias est\u00e1n llenos de materia oscura, los astr\u00f3nomos podr\u00edan estudiar estos sitios de colisiones c\u00f3smicas para detectar posibles indicios de interacci\u00f3n de la materia oscura consigo misma. La investigaci\u00f3n del equipo se public\u00f3 en abril de 2024 en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.<\/span><\/p>\n

\u201cLos c\u00famulos de galaxias tambi\u00e9n est\u00e1n dominados por materia oscura\u201d, afirm\u00f3 Jacqueline McCleary, profesora adjunta de f\u00edsica en la Universidad Northeastern. \u201cEntre el 80 % y el 90 % de su masa es materia oscura, y cuanto m\u00e1s masivo es el objeto, m\u00e1s r\u00e1pido se mueven las part\u00edculas de materia oscura que lo componen. En esencia, estamos estudiando colisiones a energ\u00edas muy altas\u201d.<\/span><\/p>\n

Esta falta de interacciones es una de las razones por las que la materia oscura es tan dif\u00edcil de comprender. A pesar de constituir m\u00e1s del 80 % del universo material y ejercer una atracci\u00f3n gravitatoria que literalmente impide que las galaxias se separen, la materia oscura es pr\u00e1cticamente invisible porque no interact\u00faa con la luz. Asimismo, las part\u00edculas de materia oscura se deslizan a trav\u00e9s de las part\u00edculas de materia como fantasmas c\u00f3smicos.<\/span><\/p>\n

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\nLa ilustraci\u00f3n muestra una galaxia enredada en una red c\u00f3smica de materia oscura invisible. Robert Lee<\/span><\/em><\/p>\n

Estas propiedades antisociales llevaron a los cient\u00edficos a comprender que la materia oscura no pod\u00eda estar compuesta de \u00e1tomos compuestos de electrones, protones y neutrones que interact\u00faan con la luz y entre s\u00ed. Esto dio inicio a la b\u00fasqueda de part\u00edculas candidatas adecuadas para la materia oscura.<\/span><\/p>\n

\u00abTodo en el universo est\u00e1 compuesto de part\u00edculas, ondas y campos, por lo que la suposici\u00f3n inicial es que la materia oscura debe ser una part\u00edcula\u00bb, dijo McCleary. \u00abLa pregunta es qu\u00e9 tipo de part\u00edcula es, porque el concepto de ‘part\u00edcula’ es muy vago\u00bb.<\/span><\/p>\n

Las candidatas a estas part\u00edculas van desde las hipot\u00e9ticas \u00abpart\u00edculas masivas de interacci\u00f3n d\u00e9bil\u00bb (WIMPS, por sus siglas en ingl\u00e9s) hasta los \u00abobjetos masivos compactos de halo\u00bb (MACHO, por sus siglas en ingl\u00e9s), pasando por diminutas part\u00edculas casi sin masa llamadas axiones o neutrinos est\u00e9riles. Incluso los diminutos agujeros negros resultantes del Big Bang, llamados agujeros negros primordiales, se consideran candidatos a materia oscura.<\/span><\/p>\n

El problema es que todos estos sospechosos son indetectables y, por lo tanto, siguen siendo frustrantemente hipot\u00e9ticos.<\/span><\/p>\n

La naturaleza fantasma de la materia oscura significa que no podemos simplemente cargar part\u00edculas de materia oscura en un acelerador de part\u00edculas en la Tierra, como el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), para chocarlas y determinar su composici\u00f3n.<\/span><\/p>\n

Si bien el LHC ha desvelado algunos secretos del llamado \u00abmodelo est\u00e1ndar de f\u00edsica de part\u00edculas\u00bb al dividir protones y observar las corrientes de part\u00edculas resultantes, la materia oscura que se encuentra m\u00e1s all\u00e1 de ese modelo parece estar fuera del alcance del acelerador de part\u00edculas m\u00e1s potente del mundo.<\/span><\/p>\n

La \u00fanica forma en que podemos inferir la presencia de materia oscura es observando la \u00fanica interacci\u00f3n en la que parece estar involucrada. La materia oscura tiene masa y, por lo tanto, curva el espacio-tiempo (la unificaci\u00f3n de cuatro dimensiones del tiempo y el espacio), lo que le otorga una influencia gravitatoria.<\/span><\/p>\n

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\nUna vista del c\u00famulo de galaxias Abell 1689, que muestra galaxias p\u00farpuras y estrellas brillantes que revelan grandes cantidades de materia oscura. NASA<\/span><\/em><\/p>\n

Esta influencia puede controlar el movimiento de la materia ordinaria y la luz, y podemos detectarla. Gracias a este enfoque indirecto, sabemos que las galaxias est\u00e1n rodeadas de vastos halos de materia oscura, y que esta tambi\u00e9n existe en grandes cantidades cerca de sus n\u00facleos.<\/span><\/p>\n

Los cient\u00edficos tambi\u00e9n sugieren que la agrupaci\u00f3n de galaxias en vastos c\u00famulos se debe a poderosas hebras de materia oscura invisible que se extienden por el universo como una red invisible tejida por una ara\u00f1a c\u00f3smica. Esta red c\u00f3smica tambi\u00e9n ayuda a las galaxias individuales a ganar masa y crecer, ya que su atracci\u00f3n gravitatoria atrae la materia ordinaria.<\/span><\/p>\n

McCleary y sus colegas han propuesto abandonar el acelerador de part\u00edculas artificial en favor de uno natural. Razonan que si los c\u00famulos de galaxias y la materia oscura que contienen colisionan con suficiente fuerza, podr\u00edan ocurrir interacciones detectables de materia oscura, siempre que la materia oscura realmente interact\u00fae consigo misma.<\/span><\/p>\n

Estas interacciones pueden ser simples, como la colisi\u00f3n y el rebote de part\u00edculas de materia oscura, o pueden resultar en la aniquilaci\u00f3n mutua y la liberaci\u00f3n de energ\u00eda. Cuando part\u00edculas y antipart\u00edculas, como un electr\u00f3n y su antipart\u00edcula, el positr\u00f3n, se encuentran, se aniquilan mutuamente, liberando la energ\u00eda que contienen. Algunos modelos de materia oscura sugieren que esta es su propia antipart\u00edcula, lo que significa que una forma de interacci\u00f3n podr\u00eda ser la autoaniquilaci\u00f3n, que ocurre cuando dos part\u00edculas de materia oscura se encuentran.<\/span><\/p>\n

Para probar esta idea, el equipo cre\u00f3 simulaciones de colisiones de c\u00famulos de galaxias en computadoras lo suficientemente potentes como para analizar las colisiones hasta las interacciones entre part\u00edculas. Esto requiri\u00f3 programar las simulaciones utilizando modelos f\u00edsicos de c\u00f3mo interact\u00faan las estrellas, el gas y la materia oscura.<\/span><\/p>\n

Utilizando esta y otras simulaciones similares, los cient\u00edficos podr\u00e1n construir una hoja de ruta para observar colisiones reales de part\u00edculas de materia oscura. A partir de esto, los investigadores podr\u00e1n recopilar pistas que les ayudar\u00e1n a determinar algunas de las caracter\u00edsticas b\u00e1sicas que deber\u00eda tener una hipot\u00e9tica part\u00edcula de materia oscura. Esto podr\u00eda reducir el rango de posibles part\u00edculas de materia oscura.<\/span><\/p>\n

\u00abSi se puede medir alguna autointeracci\u00f3n o establecer un l\u00edmite superior, se excluyen o se admiten clases de part\u00edculas que podr\u00edan ser materia oscura\u00bb, dijo McCleary. \u00abSi se mide alguna autointeracci\u00f3n, se introduce una clase diferente de part\u00edculas. Se admite una clase diferente de teor\u00edas\u00bb.<\/span><\/p>\n

\u00abEste art\u00edculo tambi\u00e9n sugiere que si se estudia un conjunto de, digamos, 100 c\u00famulos de galaxias en fusi\u00f3n, se tiene la posibilidad de medir la autointeracci\u00f3n de la materia oscura hasta cierto umbral\u00bb.<\/span><\/p>\n

A primera vista, parece contradictorio, porque siempre queremos obtener una respuesta afirmativa: \u00bfQu\u00e9 es? \u2014concluy\u00f3 McCleary\u2014. Pero en este caso, nos vemos obligados a preguntar: \u00bfQu\u00e9 no es? Es un proceso de eliminaci\u00f3n.<\/span><\/p>\n\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Las condiciones extremas que se encuentran en las estrellas de neutrones las convierten en laboratorios ideales para el estudio de la f\u00edsica en condiciones \u00fanicas en el universo. Los cient\u00edficos tambi\u00e9n sospechan que algunas estrellas muertas, compuestas por el material m\u00e1s denso del universo conocido, llamadas estrellas de neutrones, podr\u00edan actuar como trampas para part\u00edculas de materia oscura, que colisionan a gran velocidad y se aniquilan entre s\u00ed. Una nueva investigaci\u00f3n sugiere que las enanas marrones, tambi\u00e9n conocidas como estrellas fallidas, podr\u00edan actuar como trampas gravitacionales para la materia oscura, obligando a este material ex\u00f3tico a interactuar entre s\u00ed.<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":1924,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[40,530],"tags":[888,887,886,303,889],"class_list":{"0":"post-1923","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-kosmos","8":"category-espacioprofundo","9":"tag-axiones","10":"tag-enanas-marrones","11":"tag-estrellas-de-neutrones","12":"tag-materia-oscura","13":"tag-wimp"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/isp\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1923","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/isp\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/isp\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/isp\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/isp\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1923"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/isp\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1923\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":1925,"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/isp\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1923\/revisions\/1925"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/isp\/wp-json\/wp\/v2\/media\/1924"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/isp\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1923"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/isp\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1923"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/isp\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1923"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}