5 preguntas básicas de materia oscura sin respuesta

Desde al menos la década de 1920, una hipótesis ha impregnado el mundo de la astronomía: el universo contiene más materia de la que podemos ver a simple vista. En la década de 1930, el astrónomo suizo Fritz Zwicky notó que las galaxias en un cúmulo distante orbitaban entre sí a una velocidad más rápida de lo que se esperaría dada su masa visible. Propuso que una sustancia invisible, a la que llamó materia oscura, podría estar uniendo gravitacionalmente estas galaxias.

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Esta idea era más difícil de probar que apoyar, ya que todavía no había evidencia de este misterioso asunto. Incluso con telescopios potentes como Hubble y Kepler, aún no se ha detectado, pero su existencia siempre ha sido más que una probabilidad, pero una gran posibilidad. Alrededor del 85% de la masa del universo está compuesta de material que los científicos no pueden ver: la materia oscura, para complicar las cosas, no emite luz ni energía. Entonces, ¿le importaría al estudio del universo?

Mapa que cubre 1/30 del cielo, hecho a partir de la observación de 26 millones de galaxias. Las regiones rojas tienen más materia oscura que el promedio; las regiones azules menos. (Fuente: Universidad de Chicago / Chihway Chang)

"Los movimientos de las estrellas indican cuánto importa", dijo el investigador de la Universidad de Yale, Pieter van Dokkum, quien dirigió el equipo que identificó la galaxia Dragonfly 44, compuesta casi por completo de materia oscura.

1. ¿Qué es la materia oscura?

Nadie lo sabe a ciencia cierta. Algunos científicos incluso han conjeturado que consistiría en pequeñas estrellas débiles y agujeros negros, pero las observaciones detalladas no han revelado suficientes objetos para explicar la influencia que tiene la materia oscura en otros cuerpos celestes.

La hipótesis más aceptada es que está formada por un elemento hipotético llamado Partícula de masa de baja interacción (o WIMP) que se comportaría como un neutrón, excepto que es entre 10 y 100 veces más pesado.

2. ¿Podemos detectar la materia oscura?

Si la materia oscura está hecha de WIMP, estarían en todas partes, invisibles y casi imperceptibles. Aunque generalmente no interactúan con la materia ordinaria, es hipotéticamente posible que una partícula de materia oscura golpee un protón o un electrón a medida que viaja a través del espacio. Entonces, durante décadas, los investigadores han experimentado para estudiar una gran cantidad de partículas subterráneas comunes, donde están protegidas de la radiación interferente que puede imitar una colisión entre la materia oscura y las partículas. No se han realizado descubrimientos confiables.

A principios de 2019, el experimento chino PandaX informó la última no detección de WIMP.

3. ¿La materia oscura consiste en más de una partícula?

Todos han oído hablar de protones, electrones y neutrones, y algunos conocen neutrinos, muones y piones. Los investigadores se preguntan si la materia oscura también es complicada. "No hay razón para suponer que toda la materia oscura en el universo está hecha de un solo tipo de partícula", dijo el físico de la Universidad de Harvard, Andrey Katz. Según él, los protones oscuros pueden combinarse con electrones oscuros para formar átomos oscuros, produciendo configuraciones tan diversas e interesantes como las que se encuentran en el mundo visible. El cielo es literalmente el límite.

Esta imagen, capturada por el telescopio espacial Hubble, muestra un anillo de materia oscura fantasmal en el cúmulo de galaxias Cl 0024 + 17. (Fuente: NASA / ESA / Comunicado de prensa)

4. ¿Cuáles son las propiedades de la materia oscura?

Según algunas teorías, las partículas de materia oscura deben tener sus propias antipartículas, y ambas se aniquilarían entre sí. El experimento del Espectrómetro Magnético Alfa (AMS) en la Estación Espacial Internacional (ISS) ha estado buscando signos de esta aniquilación desde 2011 y ha detectado cientos de miles de eventos. Aun así, los científicos aún no están seguros de si provienen de la materia oscura, porque ni siquiera saben exactamente qué es la materia oscura.

5. ¿Existe materia oscura en toda la galaxia?

Parecía ser la fuerza que une grandes estructuras, como galaxias y cúmulos galácticos; pero a principios de 2019, los astrónomos anunciaron que habían encontrado la galaxia NGC 1052-DF2, casi sin materia oscura. "Aparentemente, no es un requisito para que se forme una galaxia", dijo Pieter van Dokkum en ese momento. Sin embargo, otro grupo de astrónomos publicó un análisis que sugiere que la nueva galaxia tenía más materia oscura que la sugerida anteriormente.