Una de las grandes cuestiones de la astronomía es la naturaleza de la materia oscura. Este componente sería un tipo de materia que sólo interactúa mediante interacción gravitacional. No interactuaría a través de la fuerza electromagnética, por ejemplo, por lo que sería imposible observarlo a través de la luz, que depende de estas interacciones electromagnéticas.
Se sabía poco sobre la materia oscura porque sólo se observaba indirectamente. Las observaciones se limitan a observar los efectos de la materia oscura en el entorno que la rodea., como la dinámica de las estrellas o galaxias. Una de las propiedades que fue aceptada en la ciencia fue que los componentes de la materia oscura no colisionarían.
Según esta propiedad, que se ha denominado materia oscura fría (CDM), la materia oscura no es colisional, es decir, no intercambia energía mediante colisiones. Un investigador ha publicado un artículo en el que defiende que existe un intercambio de energía mediante colisiones tras realizar simulaciones y observaciones de cúmulos de galaxias. Este argumento favorece un modelo llamado materia oscura autointeractiva (SIDM).
materia oscura
La mayor parte de la materia del universo se encuentra en forma de materia oscura. Es un tipo de materia que no podemos observar a través de la radiación electromagnética, es decir, la luz. La materia que podemos observar se llama materia visible o materia bariónica. y consiste en todo lo que conocemos y vemos en el universo.
Se estima que el 85% de la materia del universo se encuentra en forma de materia oscura, mientras que sólo el 15% se encuentra en forma de materia visible.
materia oscura ganó fuerza después de observaciones de la dinámica de las estrellas en galaxias que seguían una curva de velocidad diferente a la esperada por la teoría. Este descubrimiento fue realizado por la astrónoma Vera Rubin. Para explicar las observaciones de Rubin, propuso la materia oscura como un halo de materia que rodea la galaxia e interactúa gravitacionalmente con las estrellas.
¿Qué es la materia oscura fría?
Con el tiempo, Se han encontrado observaciones más indirectas de los efectos de la materia oscura en galaxias y cúmulos de galaxias. Los cúmulos de galaxias pueden contener hasta miles de galaxias que interactúan gravitacionalmente. Al observar la dinámica de estas galaxias y compararla con las velocidades propuestas en la teoría, se demostró la existencia de un componente de materia oscura.
A partir de las observaciones de estas interacciones, Un modelo de materia oscura llamado materia oscura fría o CDM cobró fuerza. Según este modelo, no hay intercambio de energía entre los componentes de la materia oscura mediante colisiones.
Una de estas observaciones es el famoso cúmulo de Bala, que recientemente experimentó una interacción. Analizando los datos de observación, los astrónomos sostienen que no hubo colisión entre los halos de materia oscura de cada galaxia presente.
El modelo SIDM
Aunque el modelo MDL es actualmente el más aceptado porque explica muchas observaciones, Hay astrónomos de todo el mundo que defienden el modelo de materia oscura autointeractiva o SIDM. En este modelo, los componentes de la materia oscura colisionarían y habría un intercambio de energía entre ellos distinto de la mera interacción gravitacional.
Durante una interacción entre galaxias, el modelo SIDM mostraría algunas propiedades diferentes a las esperadas por el modelo CDM. Una de ellas sería que al calcular el punto de máxima densidad de materia oscura mostraría una separación que se explicaría después de que colisionan las partículas de cada halo de materia oscura.
Gordo
Una de estas interacciones se produciría en el cúmulo conocido como El Gordo, que es uno de los más masivos jamás encontrados. El cúmulo tiene aproximadamente 1 billón de masas solares. Se considera un verdadero laboratorio para observar las interacciones entre galaxias y cómo la materia oscura afecta la dinámica de las galaxias durante una posible colisión.
Hay dos subgrupos dentro de El Gordo que llaman la atención en estas observaciones. Lo que descubrió el astrónomo fue que las imágenes de rayos X muestran un pico y dos partes alargadas. Es más, el pico de rayos X es diferente del pico máximo estimado de materia oscura, lo que indica un posible componente de colisión.
Simulaciones para confirmar el modelo SIDM.
Para probar el modelo SIDM, el artículo presenta simulaciones numéricas de N cuerpos. Este tipo de simulación considera interacciones gravitacionales y de colisión entre diferentes componentes con masa. También considera simulaciones hidrodinámicas que describen el comportamiento de la dinámica de los gases presentes con propiedades como densidad, presión y temperatura.
Lo que encontró el artículo fue que los resultados muestran que la materia oscura parece tener una característica de colisión en estas observaciones. Esto sería una evidencia a favor del modelo SIDM. De confirmarse, sería uno de los mayores avances de las últimas décadas en la comprensión de la materia oscura.
Referencia de noticias:
Valdarnini 2024 Un estudio de simulación hidrodinámica/de N cuerpos del cúmulo fusionado El Gordo: ¿Un caso convincente a favor de la materia oscura que interactúa consigo misma? Astronomía y AstrofísicaSí
