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24/Abr/09

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Materia oscura, energía oscura; ahora hay "deglución oscura"

Para todos los fans de la materia oscura y de la energía oscura ahí afuera, ahora hay un nuevo "oscuridad" para añadir a la lista. Se llama "deglución oscura", e involucra un proceso que puede explicar cómo pudieron formarse los agujeros negros súper masivos en el universo temprano

Los astrónomos de la University College of London (UCL) proponen que la "deglución oscura" ocurrió cuando había interacciones gravitatorias entre el halo invisible de materia oscura en un cúmulo de galaxias y el gas presente en el halo de materia oscura. Esto ocurría cuando el universo tenía menos de mil millones de años. Descubrieron que las interacciones causan que la materia oscura forme una masa central compacta, que podría ser gravitatoriamente inestable, y colapsar. El rápido colapso dinámico es la deglución oscura.

El Dr. Curtis Saxton y el profesor Kinwah Wu, ambos del Laboratorio Mullard de Ciencia Espacial de la UCL, desarrollaron un modelo para estudiar el proceso. Dicen que la deglución oscura habría ocurrido muy rápidamente, sin dejar rastros de la radiación electromagnética emitida.

Hay varias teorías sobre cómo se forman los agujeros negros súper masivos. Una posibilidad es que colapse una grande y única nube de gas. Otra es que un agujero negro formado por el colapso de una estrella gigante se trague enormes cantidades de materia. Otra posibilidad es que se fusione un grupo de pequeños agujeros negros. Sin embargo, todas estas opciones ocurren en millones de años y están en desacuerdo con las recientes observaciones que sugieren que los agujeros negros estaban presentes cuando el universo tenía menos de mil millones de años. La deglución oscura puede proporcionar una solución a cómo fue sorteada la lentitud de la acreción del gas, permitiendo el rápido surgimiento de agujeros negros gigantes. La masa oscura afectada en el núcleo compacto es compatible con la escala de los agujeros negros súper masivos en las galaxias hoy.

La materia oscura parece dominar gravitatoriamente la dinámica de las galaxias y de los cúmulos galácticos. Sin embargo, todavía hay muchas conjeturas sobre el origen, propiedades y distribución de las partículas oscuras. Mientras parece que la materia oscura no interactúa con la luz, sí interactúa con la materia corriente por medio de la gravedad. "Los estudios previos han ignorado la interacción entre el gas y la materia oscura", dijo Saxton, "pero, al considerarla en nuestro modelo, hemos logrado una idea mucho más realista que se ajusta mejor a las observaciones y también podemos haber ganado algo de conocimiento sobre la presencia de los agujeros negros súper masivos tempranos".

De acuerdo con el modelo, es inevitable el desarrollo de una masa compacta en el núcleo. El enfriamiento por el gas produce que fluya suavemente hacia el centro. El gas puede tener hasta 10 millones de grados en las afueras de los halos, que tienen unos pocos millones de años-luz de diámetro, con una zona más fresca hacia el núcleo que rodea un interior más caliente de unos cuantos miles de años-luz de ancho. El gas no se enfría indefinidamente, pero llega a una temperatura mínima, que coincide con las observaciones de rayos-X de cúmulos galácticos.

El modelo también investiga en cuántas dimensiones se mueven las partículas oscuras, ya que éstas determinan la velocidad de expansión del halo oscuro, y de absorción y emisión de calor, y en última instancia afectan la distribución de la masa oscura en el sistema.

"En el contexto de nuestro modelo, si tenemos en cuenta los tamaños de los núcleos observados de los halos de los cúmulos galácticos y la variedad observada de las masas de agujeros negros gigantes, se implica que las partículas de materia oscura tienen entre siete y diez grados de libertad", dijo Saxton. "Con más de seis, la región interior de la materia oscura se acerca al umbral de la inestabilidad gravitatoria, abriendo la posibilidad de que ocurra una deglución oscura.

Las conclusiones han sido publicadas en las Noticias Mensuales de la Royal Astronomical Society.

Fuente: Universe Today. Aportado por Graciela Lorenzo Tillard