If hay algo que los físicos creían tener claro sobre la materia oscura es que, al no emitir ningún tipo de radiación electromagnética, sus partículas no podrían interactuar con las de la materia ordinaria, las que forman planetas, estrellas y galaxias, excepto a través de la gravedad.
Pero un nuevo estudio llevado a cabo por científicos de la Escuela Internacional Superior de Estudios Avanzados (SISSA), en Italia, ha encontrado, por primera vez, evidencia de una interacción directa entre los dos tipos de materia.
En un artículo reciente publicado en ‘Astronomy & Astrophysics’, de hecho, los investigadores sugieren que en el centro de las galaxias espirales hay una vasta región científica formada principalmente por partículas de materia oscura en
las que esas partículas interactúan con las de materia ordinaria. Algo que entró en conflicto directo con las teorías dominantes.
En el estudio, dirigido por Gauri Sharma y Paolo Salucci, de SISSA, y por Glen Van der Vev, de la Universidad de Viena, los investigadores examinaron un gran número de galaxias, desde las más cercanas a la nuestra situadas a más de 7.000 millones de años. luz de distanciamiento.
Según los autores, esta nueva investigación representa un gran paso adelante en nuestra comprensión de la materia oscura, la sustancia escurridiza que los físicos persiguen sin éxito desde hace décadas. Al no emitir radiación alguna, la materia oscura no puede detectarse directamente con los telescopios. Pero los científicos saben que está ahí por los efectos gravitatorios que provocan en la materia ordinaria, que sí podemos ver. Cuatro veces más abundante que el material que formó estrellas y galaxias, el material oscuro es considerado como el ‘esqueleto’ del Universo. Sin ella, las galaxias y las grandes estructuras que observamos no podrían existir.
«Su presencia dominante en todas las galaxias -explica Gauri Sharma- surge del hecho de que las estrellas y el gas de hidrógeno se mueven como si estuvieran regidos por un elemento invisible». Y hasta ahora, los intentos de observar ese ‘elemento’ se han centrado en galaxias cercanas.
Compara galaxias antiguas
«Sin embargo, prosigue la investigadora- en este estudio tratamos, por primera vez, de observar y determinar la distribución de la masa de las galaxias espirales con la misma morfología que las más cercanas, pero mucho más lejos, hasta una distancia de 7.000 millones de años luz.
Paolo Salucci, por su parte, añade que «studiando el movimiento de las estrellas en aproximadamente 300 galaxias distantes, descubrimos que estos objetos también tienen un halo de materia y que, partiendo del centro de una galaxia, este halo tiene efectivamente una región oscura en el que su densidad es constante». Un rasgo, por cierto, que ya había observado en estudios sobrias galaxias cercanas, algunos de los cuales también fueron obra de SISSA.
Cada vez mas grande
La nueva investigación ha revelado que esta región central tenía algo totalmente inesperado y no previsto en el llamado ‘modelo estándar de la Cosmología’. Para Sharma, «como resultado del contraste entre las propiedades de las galaxias espirales cercanas y distantes, es decir, entre las galaxias actuales y sus
antepasados de hace siete milenios de años, pudimos ver que nuestra sólo existe una región inexplicable con una densidad constante de materia oscura, sino también que sus dimensiones aumentan con el tiempo, como si estas regiones estuvieran sujetas a un proceso de expansión continua y dilution .» Algo muy difícil de explicar si, tal y como predecir la teoría actual, no hay interacción entre las partículas de materia oscura con las de materia ordinaria.
«En nuestra investigación -añade Sharma- ofrecemos evidencia de interacción entre materia oscura y materia ordinaria que, con el tiempo, construye lentamente una región de densidad constante desde el centro de la galaxia hacia el exterior». Pero hay más.
«Sorprendentemente -explica Salucci-, esta región con densidad constante se expande con el tiempo. Es un proceso muy lento, pero inexorable. La explicación más sencilla es que al principio, cuando se forma la galaxia, la distribución de la materia oscura en el halo esférico coincide con la predicción de la teoría, con un pico de densidad en el centro. Posteriormente, se formó un disco galáctico que caracteriza a las galaxias espirales, rodeado por un halo de partículas de material oscurecido extremadamente denso. Con el paso del tiempo, el efecto de la interacción que proponemos significa que estas partículas fueron capturadas por las estrellas, o bien expulsadas hacia los confines externos de la galaxia, proporcionalmente con el tiempo y finalmente alcanzaron las del disco estelar galáctico, como describimos en el artículo».
“Los resultados del estudio -concluye Sharma- plantean importantes preguntas para escenarios alternativos que describen partículas de materia oscura (aparte de Lambda-CDM, la teoría dominante), como Materia Oscura caliente, Materia Oscura Interactiva y Materia Oscura Ultraligera”.
Según los investigadores, las propiedades de las galaxias muy distantes en el espacio y el tiempo «ofrecen a los cosmologos una verdadera puerta de entrada para audiencia por fin los misterios de la materia oscura».
