La materia oscura es aún más oscura de lo que se pensaba

MADRID, 26 Mar. (EUROPA PRESS) -

   Científicos de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL) y la Universidad de Edimburgo, han estudiado cómo se comporta la materia oscura cuando los cúmulos de galaxias chocan entre sí.

   Publicada en 'Science', la investigación descubrió que las materias oscuras en las colisiones de cúmulos de galaxias se cruzan, lo que indica que las partículas de materia oscura no interactúan.

   La materia oscura es uno de los grandes misterios de la ciencia. Constituye una cantidad enorme materia en el universo, es invisible y no se corresponde con nada en el mundo de nuestra experiencia. Diferentes teorías compiten por una explicación, pero hasta el momento ninguna de ellas ha prevalecido.

   A pesar de que representa el 90 por ciento de toda la materia del universo y más de una cuarta parte de su energía, sabemos muy poco acerca de la materia oscura. Una idea importante entre los astrónomos es que la materia oscura consiste en una nueva partícula subatómica que no hemos descubierto todavía. Teorías más exóticas apuntan a que la materia oscura es un defecto cuántico desde el nacimiento del universo, una masa extradimensional e, incluso, una forma modificada de la gravedad.

   Lo que sí se sabe es que la materia oscura interactúa con estructuras cósmicas a través de la gravedad, dándoles forma y moldeándolas. Por ejemplo, la materia oscura curva la luz que pasa a través de ella, distorsionando las imágenes de los objetos espaciales distantes.

   Además, la materia oscura acelera el movimiento de las galaxias dentro de los cúmulos de galaxias, que son colecciones de cientos de galaxias, que contienen cantidades literalmente astronómicas de estrellas, planetas y gases. Los cúmulos de galaxias están formados también en un 90 por ciento de materia oscura, lo que los hace ideales para estudiarla, especialmente cuando chocan entre sí y obligan a sus respectivas materias oscuras a interactuar.

   David Harvey, del Laboratorio de Astrofísica de EPFL, estudia colisiones de cúmulos de galaxias para encontrar pistas sobre la naturaleza de la materia oscura. Continuando con su trabajo de doctorado en el Observatorio Real de Edimburgo, este científico y sus colegas analizaron los datos de 72 colisiones de cúmulos de galaxias.

   Estos choques cósmicos suceden a lo largo de miles de millones de años, cuando los cúmulos de galaxias se atraen entre sí debido a sus masas gigantescas. Cuando esto sucede, la materia oscura en cada cúmulo de galaxias interactúa con la de la otra, ofreciendo una oportunidad única para estudiarlo.

   Los datos empleados por Harvey procedían del Observatorio Espacial de rayos X Chandra y el telescopio Hubble, e incluyeron la famosa colisión Cúmulo Bala, una colisión de dos cúmulos de galaxias cuyo gas se ha moldeado en la forma de una bala. Esta colisión en particular es realmente la mejor evidencia actual de la existencia de la materia oscura.

   Los investigadores analizaron los datos de colisiones para medir el cambio en el impulso de la materia oscura cuando dos cúmulos de galaxias chocan entre sí. Los experimentos en la Tierra, por ejemplo, en el Gran Colisionador de Hadrones, muestran que cuando las partículas subatómicas interactúan, intercambian fuerza. Por lo tanto, dependiendo de lo que sucede con la materia oscura después de la colisión, los investigadores pueden establecer conclusiones acerca de su naturaleza.

   Para poner a prueba la teoría de que la materia oscura consiste en partículas, el estudio trabajó con dos escenarios posibles: o bien las partículas de la materia oscura interactúan con frecuencia, pero intercambian poca potencia, o interactúan raramente pero intercambian un gran impulso. En el primer caso, la materia oscura se frenaría tras la colisión, ya que las interacciones de partículas causarían un "lastre" adicional. En el segundo escenario, la materia oscura tendería a dispersarse lejos y se perdería en el espacio.

   Sorprendentemente, la investigación descubrió que las materias oscuras en las colisiones de cúmulos de galaxias simplemente se cruzan. Esto implica que las partículas de materia oscura no interactúan con ellas mismas, lo que habría hecho que la materia oscura disminuyera la velocidad. En lugar de ello, parece que mientras que la materia oscura podría interactuar "no gravitacionalmente" con la materia visible, no es así cuando interactúa consigo misma. Además, el estudio cuestiona la idea de que la materia oscura está compuesta por partículas como protones o quizá partículas de ningún tipo.