NeoFronteras

Especulan con la posibilidad de que hubiera un disco galáctico hecho de materia oscura.

Hagamos un ejercicio de imaginación y especulemos sobre las implicaciones que tendría la confirmación de las supuestas pruebas de aniquilación de partículas de materia oscura que se habría obtenido en el AMS hace unos días.
Como ya sabemos, podría ocurrir que al final la fuente de los positrones detectados fuera algo menos exótico que las partículas de materia oscura, pero hay además otro problema. Al parecer la cantidad de eventos detectados es incompatible con los cálculos que estudian posibles colisiones entre partículas y antipartículas de materia oscura. Simplemente, las oportunidades de un choque de ese estilo son escasas si consideramos una distribución espacial al uso (esférica) de ese tipo de materia alrededor de nuestra galaxia.
La materia oscura constituye el 80% de la materia del Universo, pero no sabemos en qué consiste. Se ha asumido que podrían ser WIMPs, partículas que interaccionan muy débilmente con la materia ordinaria. Su principal forma de interacción sería a través de la fuerza gravitatoria.
Con este modelo se ha podido explicar la formación de estructuras a gran escala del Universo, algo que se puede testar experimentalmente. Pero los detectores de materia oscura instalados en minas a gran profundidad siguen sin detectar WIMPs de ningún tipo, al menos con cierta significación estadística.
Pero estamos asumiendo que ese 80% de materia es muy aburrida y simple, mientras que el 20% (la materia ordinaria) es muy interesante y compleja, pues forma galaxias, estrellas, planetas y humanos. Podría ocurrir que ese 80% no fuera tan aburrido como parece.
Desde hace un tiempo se viene proponiendo, por ejemplo por parte de James Bullock de la Universidad de California en Irvine, que la materia oscura podría interaccionar con ella misma a través de algo más que la gravedad. Quizás podría haber una fuerza o fuerzas que actuaran solamente sobre la materia oscura y que no afectara a la materia ordinaria. Ello podría provocar que las partículas formaran agregados.
Esta idea podría explicar el fracaso a la hora de detectar directamente partículas de materia oscura y además justificar el exceso de aniquilaciones supuestamente detectado por el AMS. Las partículas de materia oscura se agregarían entre sí y esto reduciría la probabilidad de que llegaran a la Tierra y, a la vez, aumentaría las posibilidad de choque entre ellas.
Sin embargo, esto también afectaría a los modelos formación de estructuras en el Universo. La solución al problema podría ser una idea propuesta por Lisa Randall (Universidad de Harvard) y sus colaboradores. Proponen un modelo en el que el 85% de la materia oscura está formada por las aburridas WIMPs, pero el resto serían partículas que interaccionarían entre sí a través de una “fuerza oscura”. Esto requeriría un análogo al fotón (¿fotones oscuros?) que no nosotros no podríamos ver. Este modelo fue creado antes de hacerse públicos los datos del AMS, así que su aplicabilidad a estos nuevos resultados ha sido una suerte.
Según esta idea, alrededor de la Vía Láctea habría una esfera de materia oscura, tal y como siempre se ha propuesto, pero una fracción de esas partículas interaccionarían entre sí formando algo así como “átomos” que finalmente formarían un disco similar a la propia Vía Láctea, aunque no necesariamente en el mismo plano.
Randall especula aún más proponiendo que habría partículas análogas a los quarks, electrones o neutrinos de la materia ordinaria. ¿Habrá planetas oscuros poblados por seres de oscuros en ese análogo oscuro de la galaxia? No es la primera que se especula sobre el asunto.
Si tal disco oscuro existe afectará el movimiento de las estrellas de nuestra Vía Láctea. Quizás la misión Gaia, lanzada en octubre, pueda detectar ese efecto. Sin embargo, para dejar a un lado el modelo de estándar de partículas y asumir una contrapartida oscura harán falta pruebas extraordinarias.

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Fuentes y referencias:
Artículo en ArXiv.
Artículo en ArXiv.
Luz oscura iluminando materia oscura.
¿Materia oscura hecha de átomos oscuros?
Foto: M31 en negativo, fuente: NASA