NeoFronteras

Unas observaciones parecen indicar que la materia oscura podría interaccionar consigo misma.

Cúmulo Musket Ball en visible y rayos X.

Quizás la visión del Cosmos que tenemos ahora sea tan primitiva respecto a la que tengan los humanos de dentro de 100 años como lo era el modelo geocéntrico del heliocéntrico. Porque hay cosas importantes que todavía no entendemos. Una de ellas es la materia oscura, esa masa perdida que no sabemos a qué se corresponde y que no podemos ver directamente porque es una materia que casi no interacciona con la materia ordinaria (la nuestra), salvo gravitatoriamente.
Lo peor de todo es que parece constituir la mayor parte de la masa el Universo, según los resultados de observar la rotación de galaxias o de analizar cuidadosamente los cúmulos de galaxias.
Se ha especulado que podría estar formada partículas débilmente interaccionantes, pero los experimentos que se realizan en los laboratorios situados en minas profundas o en el interior de las montañas no han dado pruebas de su existencia hasta ahora. Esperemos que la nueva generación de detectores, supuestamente más sensibles, nos de alguna noticia al respecto. De momento no parece haber resultados. Aunque siempre podría darse la posibilidad de que la materia oscura estuviera compuesta por “partículas nunca interaccionantes” por lo que escaparían del método científico, al menos de un análisis directo.
El caso es que parece ser que la fuerza gravitatoria es la única que consigue hacer que se relacionen materia oscura y materia ordinaria. También se creía que la materia oscura sólo interacciona gravitatoriamente entre sí.
El año pasado William Dawson de University of California en Davis y sus colaboradores analizaron un conjunto de cúmulos (Musket Ball) que colisionaron hace 700 millones de años. Como en otras situaciones similares las galaxias pasan unas a través de las otras sin que haya muchos problemas, pero el gas de materia ordinaria que contienen colisiona y se calienta, desvelando pistas sobre lo que sucede en el sistema.
El análisis de la concentración de materia en el sistema realizado por estos investigadores reveló que la materia oscura se separó en 19.000 años luz de las galaxias. Las galaxias dejaron atrás a la materia oscura.
Esto encaja con la idea de que la materia oscura interacciona consigo misma, porque si lo hiciera, quizás a través de una “fuerza oscura”, se frenaría como un gas. Es decir, la colisión entre cúmulos haría interaccionar la materia oscura de uno con la de otro, de manera similar a como lo hace un gas ordinario. Esto frenaría a la materia oscura, que se desacoplaría de las galaxias, que no ven afectadas su velocidad por el evento.
Además, esto encajaría con lo observado en los cúmulos de estrellas y en las galaxias enanas, pues una materia oscura no interactuante consigo misma se precipitaría a sus interiores y lo observado no es eso, sino una distribución más uniforme de la misma.
Ya en 2007 el grupo de Glennys Farrar (New York University) propuso que en el caso del cúmulo de Bullet parece haber una fuerza extra además de la gravedad que estaría relacionada con la materia oscura.
Pero no todo son coincidencias. A 100 millones de años luz de nosotros un pequeño cúmulo está colisionando con otro mayor. Gran parte de las pruebas que tenemos sobre la existencia de la materia oscura provienen de él.
James Bullock de University of California en Irvine ha estudiado recientemente este grupo clásico de cúmulo de galaxias (cúmulo de Bullet) y analizado la interacción entre materia ordinaria y oscura en el sistema. En los mapas que ha conseguido obtener se muestra que la materia oscura no se desacopla de las galaxias y que parece no interaccionar consigo misma como un gas.
La explicación en este caso sería que no ha pasado suficiente tiempo como para ver un desacople entre la materia oscura y el resto.
Obviamente se necesita una estadística mayor para poder corroborar esta idea, así que Dawson, Bullock y colaboradores ya están estudiando 20 colisiones más de este tipo. Creen tener ya suficientes datos como para poder dejar ya zanjado (en un sentido u otro) este asunto de la materia oscura que interacciona consigo misma.
Si existe una nueva fuerza debería de tener una influencia en otro tipo de objetos como agujeros negros o la masa de las primeras estrellas.
En este asunto de la materia oscura estamos tan perdidos que cualquier ventana de oportunidad para estudiarla es bienvenida. Como dice James Bullock, “la materia oscura podría hacer todo tipo de cosas interesante y nunca lo sabríamos”.
Puestos a especular salvajemente, si la materia oscura interacciona consigo misma, ¿formaría agregados? ¿Habría “estrellas” hechas esta materia?

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Fuentes y referencias:
Newscientist
Foto: rayos-X NASA/CXC/UCDavis/W.Dawson et al; Optico: NASA/STScI/UCDavis/W.Dawson et al.