Canarias propone una nueva teoría para desentrañar la verdadera naturaleza de la materia oscura

«No sabemos qué es la materia oscura y no hay ninguna teoría que lo explique». La contundencia con la que el astrofísico Jorge Sánchez se refiere a este agujero negro de información no es baladí. Representando casi un 85% del cosmos, esta misteriosa materia se ha convertido en uno de los secretos mejor guardados del universo.

La respuesta a la incógnita, sin embargo, podría estar en las galaxias más pequeñas. No en vano, un grupo de investigadores isleños ha utilizado una de estas galaxias enanas para lanzar una nueva teoría sobre cómo se distribuye la materia oscura en el espacio. Una explicación nueva que concuerda con lo que se observa y que, según Sánchez, podría ayudar a revelar qué es exactamente aquello que se esconde en la oscuridad.

El modelo estándar y sus límites

La premisa de la que parte este grupo de investigación –que publica sus resultados en la revista Astronomy and Astrophysics– es que la única forma de captar la materia oscura es a través de sus interacciones con el resto del medio. «Hasta ahora, el modelo estándar (el más aceptado) establece que la única interacción entre las galaxias y la materia oscura es la gravedad y que, es dicha interacción la que distribuye la materia oscura», explica Sánchez. Por ende, esta misma explicación concluye que «las partículas que forman la materia oscura no hablan entre sí». En otras palabras, la materia oscura vive aislada de sí misma, pero se distribuye dependiendo de las estrellas que la rodean.

Esta teoría ha permitido desentrañar muchas de las circunstancias relacionadas con la materia oscura, pero ha pinchado con la realidad. «Esta teoría predice que los procesos de la materia en los centros de la galaxia - explosiones de supernova, movimientos de gas y otros tipos de fenómenos cósmicos- son lo suficientemente energéticos como para, a través de la gravedad, redistribuir la materia oscura», revela. Sin embargo, esta teoría - que Sánchez recuerda que es solo una aproximación- no puede explicar lo que sucede en galaxias muy pequeñas. «Hay tan pocas estrellas y materia ordinaria en su centro que es imposible que puedan tener ningún efecto en la materia oscura».

Las galaxias enanas como laboratorios cósmicos

Estas galaxias, que apenas contienen unos pocos miles de estrellas, están dominadas por materia oscura y han tenido historias evolutivas muy simples, lo que las convierte en laboratorios cósmicos ideales para poner a prueba teorías sobre la física de la materia oscura.

«Tenía que haber otra interacción más allá de la gravedad, aunque fuera muy débil», explica Sánchez.

El estudio recién publicado demuestra que las interacciones extremadamente infrecuentes entre partículas de materia oscura pueden generar de forma natural las estructuras centrales —o «núcleos»— que se observan, formaciones que los modelos tradicionales de materia oscura sin colisiones no logran reproducir con facilidad.

«Todas las partículas, incluidas las de materia oscura, deben interactuar eventualmente mediante fuerzas que van más allá de la gravedad. Nuestro estudio muestra que incluso interacciones extremadamente raras pueden dejar huellas observables en las galaxias más pequeñas», añade.

Su explicación asume que una sola colisión entre partículas de materia oscura cada 10.000 millones de años —aproximadamente la edad del Universo— basta para explicar los núcleos de materia oscura observados en estos diminutos sistemas. Pese a estas desviaciones de los modelos teóricos de materia oscura respecto al modelo estándar, esta contribución no es importante por su potencial para cambiar el modelo estándar, «sino porque nos pueden permitir encontrar observables que nos digan algo sobre la naturaleza de la materia oscura». Es decir, la contribución de estos canarios es el primer paso para desentrañar, finalmente, uno de los misterios mejor guardados del cosmos.

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