Podríamos estar ante la primera nube concentrada de materia oscura detectada en la galaxia

Un equipo de astrónomos cree haber descubierto, con mira al centro de la Vía Láctea, una nube compacta e invisible formada únicamente por materia oscura, con una masa aproximada de 10 millones de soles. La estructura es tan grande que, si el ojo humano pudiera verla en el cielo, tendría un tamaño mayor que el disco solar o la Luna llena. Si otros grupos logran confirmarla, la ciencia podría no solo haber encontrado el primer “sub halo” de materia oscura en la Vía Láctea, también habría ganado una nueva herramienta para rastrear el componente más abundante del universo.

Materia oscura y los subhalos

La materia oscura no emite ni interactúa con la luz, pero representa aproximadamente el 85% de toda la masa disponible en el universo. Aunque no es posible captarla con telescopios convencionales, los científicos la han medido a través de métodos indirectos, como su influjo en el comportamiento de galaxias, cúmulos estelares y lentes gravitacionales.

Todos estos métodos indirectos, junto con simulaciones en supercomputadoras, coinciden en que las galaxias grandes se forman dentro de un halo o burbuja de materia oscura. También se ha predicho que dentro de la Vía Láctea debería de haber decenas de miles de sub halos, o nubes más pequeñas, donde se concentra esa enigmática materia. Se han identificado algunas burbujas en galaxias vecinas, pero en lo que respecta al vecindario galáctico, estas son todavía teóricas.

Dado que la materia oscura es, para fines prácticos, “invisible”, los científicos han tenido dificultades para encontrar esos sub halos en la Vía Láctea. No son lo suficientemente masivos como para influir en otras estrellas o no tienen nubes de gas que revelen su posición. Sin embargo, en el artículo ‘Detection of a dark matter sub-halo near the Sun from pulsar timing’, en espera de ser publicado, los autores describen un método poco habitual para detectarlos: medir el periodo orbital de púlsares binarios.

Cómo los púlsares revelaron un probable sub halo de materia oscura

Un púlsar es el residuo de una estrella masiva que ya explotó. Gira en segundos o milisegundos mientras emite radiación desde sus polos hacia el espacio. Los astrónomos invitan a imaginar los púlsares como si fueran faros del océano en la oscuridad, cuya luz puede ser medida para conocer la ubicación de la fuente y también la distancia de otros objetos. Los científicos emplean esa precisión natural para calcular fenómenos astronómicos como ondas gravitacionales o la presencia de exoplanetas.

Para el caso de la nube de materia oscura, el equipo liderado por Sukanya Chakrabarti de la Universidad de Alabama (Estados Unidos), empleó 27 pares de púlsares atados gravitacionalmente para calcular el tiempo que tardan en dar una vuelta completa alrededor de su centro de masa común. El propósito era encontrar una aceleración en los sistemas binarios que no pudiera ser explicado ni por el tirón gravitacional de la galaxia o por otros objetos cercanos masivos.

¿El primer sub halo de materia oscura?

Tras haber descartado efectos gravitacionales conocidos y comparado con modelos de predicción de la Vía Láctea, se percataron que los 27 pares de púlsares se estaban moviendo a una velocidad distinta de lo que deberían. Esa discrepancia, además, era igual en todos los casos. Cerca de ellos tendría que estar una estructura de 10 millones de masas solares afectándolos. Sin embargo, los sospechosos más usuales no están en escena: no hay rastros de agujeros negros, nubes de gas o estrellas masivas cercanas que expliquen el cambio de comportamiento.

“Hemos revisado todos los conjuntos de datos posibles. No lo sabemos, pero tendemos a pensar que es más probable que sea un sub halo”, dijo Chakrabarti a la revista Science. Su investigación es una de las primeras que emplea púlsares para medir un sub halo de materia oscura dentro de la Vía Láctea. Se requerirá información de más pares de púlsares durante más tiempo para perfeccionar el método y definir si los astrónomos están viendo o no la primera nube irregular de materia oscura dentro de la Vía Láctea.

“A medida que aumente el número y la precisión de las mediciones directas de aceleración, obtendremos restricciones más firmes sobre la subestructura de materia oscura en nuestra galaxia. Estas mediciones abren una nueva vía para estudiar la materia oscura y tienen implicaciones en múltiples campos de la astrofísica, desde la naturaleza misma de la materia oscura hasta la formación de galaxias», afirman los autores en su investigación.