La materia oscura sigue siendo frustrantemente esquiva. No hemos visto ninguna detección directa en ninguno de nuestros experimentos de laboratorio y, a escalas cósmicas, solo tenemos evidencia circunstancial de que existe.
Ahora, una nueva hipótesis propone que una gran fracción de materia oscura pueden estar encerrados dentro de bolas apretadas del tamaño de Neptuno, los llamados planetas de materia oscura. Pero mientras esos planetas permanecerían invisibles para nosotros, podrían acumular atmósferas de helio e hidrógeno que podrían sufrir una fusión nuclear, dándonos una pista importante sobre su presencia.
planetas de materia oscura
Vemos evidencia de materia oscura a nuestro alrededor. Las estrellas orbitan los centros de sus galaxias demasiado rápido. Las galaxias se mueven demasiado rápido dentro de sus cúmulos. la fondo cósmico de microondas, el patrón de luz de resplandor emitido cuando el universo tenía solo 380,000 años, solo podría tener las propiedades que tiene gracias a la materia oscura. Y hay mucho más. Ninguna otra alternativa puede explicar la riqueza de la evidencia observacional.
Y, sin embargo, no hemos podido detectar directamente la materia oscura en experimentos diseñados para hacer exactamente eso. Algo de eso puede ser solo mala suerte; sea lo que sea la materia oscura, interactúa con la materia normal muy raramente (si es que lo hace). Tal vez nuestros instrumentos no sean lo suficientemente sensibles, o no hemos estado realizando nuestros experimentos el tiempo suficiente para recopilar suficientes datos para ver una señal definitiva.
O tal vez hay un tono de materia oscura en el universo – simplemente no aquí.
Relacionado: ¿Podría el Gran Colisionador de Hadrones descubrir la materia oscura?
Aferrándose a un secreto
La formación de planetas de materia oscura explicaría por qué no ha aparecido materia oscura en nuestros experimentos. En lugar de distribuirse suavemente por toda la galaxia, la mayor parte de la materia oscura estaría en estas bolas, con masas que van desde la de un asteroide A la de Neptuno. A menos que una de estas bolas pasara por casualidad a través de nuestros detectores, no la veríamos.
Es una idea interesante, pero como con cualquier hipótesis científica, necesitamos probarla.
Y el documento propone cómo hacer exactamente eso. Los autores describieron cómo los planetas de materia oscura no se forman simplemente en el universo primitivo y permanecen allí durante miles de millones de años.
En cambio, los planetas de materia oscura se formarían antes que casi nada. En los primeros tiempos, el universo todavía era un plasma, con la materia normal atrapada en una lucha constante con la radiación, que mantenía todo atómico y evitaba la formación de objetos más grandes. Pero la materia oscura no interactúa con la materia normal o con la luz, por lo que estaba perfectamente libre para comenzar a acumularse en los planetas.
Más tarde, el universo se enfrió lo suficiente como para neutralizar el plasma y permitir que se acumulara la materia normal. Eventualmente, ese asunto crecería hasta convertirse en estrellas otro galaxiaspero mientras tanto, algo de materia podría verse atraída gravitacionalmente hacia los planetas de materia oscura, y ahí es donde las cosas podrían ponerse interesantes.
Explosiones oscuras
Los investigadores descubrieron que estos hipotéticos planetas de materia oscura acumularían primero una capa de helio, ya que ese fue el primer elemento en disociarse del estado de plasma del universo primitivo. Luego vino el hidrógeno, que se acumuló en una atmósfera espesa alrededor del helio.
Sumergirse en un planeta oscuro sería muy extraño. La capa de hidrógeno estaría caliente, ya que está unida gravitatoriamente a un objeto denso, y la fricción haría que brillara. Podrías atravesarlo y alcanzar la capa de helio debajo. Y una vez que pasaras por eso, verías… nada. El núcleo del planeta de materia oscura en sí sería completamente invisible y te encontrarías rodeado por una capa de plasma brillante.
Los investigadores descubrieron que si se acumulaba demasiado helio e hidrógeno en los planetas de materia oscura, podrían alcanzar temperaturas y densidades críticas y sufrir una fusión nuclear desbocada. A veces, esto tomaría la forma de un mero destello o eyección de material y, a veces, podría detonar por completo toda la masa de hidrógeno y helio, rivalizando con un supernova en brillo de la explosión resultante.
Toda esta actividad no afectaría al planeta de materia oscura, ya que a la materia oscura no le importa lo que haga la materia normal consigo misma. Pero podríamos ser capaces de ver estas explosiones, revelando la presencia del planeta oculto subyacente.
Los investigadores encontraron que estas explosiones tendrían energías y frecuencias similares a las de los estallidos de rayos X, que son una observación común en astronomía. Sin embargo, eso no es pan comido, ya que los investigadores aún necesitan determinar si estas explosiones impulsadas por planetas de materia oscura serían diferentes de la variedad astrofísica más familiar y cómo. Pero si existe tal diferencia, es posible que podamos usar nuestro extenso catálogo existente de ráfagas de rayos X registradas para determinar si existe materia oscura y si forma planetas.
Síganos en Twitter @spacedotcom (se abre en una pestaña nueva) o en Facebook.
