El análisis de un choque de galaxias lento revela que quizás la materia oscura interaccione consigo misma.
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Se supone que la materia oscura no interacciona con la materia ordinaria ni con ella misma salvo gravitacionalmente.
Se tiene la esperanza de que las partículas de materia oscura interaccionen con la materia ordinaria a través de la fuerza nuclear débil de vez en cuando. Pero los experimentos encaminados a observar esto todavía no han logrado demostrar eventos claros sobre este asunto. Por otro lado, todas las observaciones astronómicas indicaban hasta el momento que efectivamente la materia oscura no interaccionaba consigo misma.
Ahora un nuevo resultado apunta a las primera pruebas de que la materia oscura interaccionan consigo misma, aunque muy débilmente.
El nuevo resultado está basado en observaciones realizadas por el VLT y MUSE del ESO y por telescopio espacial Hubble de las cuatro galaxias centrales del cúmulo galáctico Abel 3827.
Estas observaciones han permitido inferir qué pasa con el halo de materia oscura de estas galaxias que lentamente están chocando entre ellas. La distribución de esta materia oscura indica que cuando la colisión de galaxias es lenta y, por tanto, hay choque de sus halos, la distribución de materia oscura de dichos halos se ve afectada como si la materia oscura interaccionase entre sí más allá de la mera interacción gravitatoria.
Para poder medir la materia oscura, se echa mano, una vez más, del fenómeno de la lente gravitacional, pues la materia oscura es invisible por definición.
Parece ser que, al menos en este caso, los halos de materia oscura de estas galaxias se quedan atrás en unos 5000 años luz respecto a las propias galaxias (de materia ordinaria). Es como si la materia oscura no pudiera pasar limpiamente una a través de la otra. Para el caso de la materia ordinaria de las galaxias el choque sí es limpio porque la materia ordinaria se condensa en estrellas y las galaxias están hechas prácticamente de espacio vacío, por lo que puede pasar una a través de la otra, aunque la gravedad las deforme. Otro problema aparte sería el gas y polvo de materia ordinaria de las galaxias, pero esa es otra historia.
En el caso de la materia oscura aquí relatado hay algún mecanismo de interacción, además del gravitatorio, que impide que la colisión sea limpia y, en su lugar hay cierta “resistencia”. No se sabe aún a qué se debe esto e incluso podría deberse a la existencia de alguna fuerza fundamental aún por descubrir. Es la primera vez que se observa algo así.
De confirmarse este resultado, sería la primera prueba de una física rica en el sector oscuro. Una física sobre la que no se sabe nada.
Este resultado contrasta con otro estudio reciente basado en 72 colisiones galácticas [1] en el que no se habían encontrado pruebas de esta interacción. La diferencia puede estar en el tipo de colisión implicada en el caso de Abel 3827, que son de mucha más larga duración. Este tipo de colisión pondría en evidencia cualquier fuerza de fricción, por muy pequeña que fuera, al acumularse su efecto durante mucho más tiempo.
Habrá que confirmar este resultado en otros casos similares, si es que se encuentran. La alternativa sería que el LHC encontrara partículas de materia oscura y que se pudiera estudiar su física. Pero como las partículas de materia oscura pueden existir en una gama de masas de unos 90 órdenes de magnitud, la posibilidad de que se encuentren justo en la parte estudiable por LHC es más bien pequeña.
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Fuentes y referencias:
Artículo original [3]
Foto: ESO/R. Massey.