El Sol podría acumular materia oscura - principal


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Un nuevo estudio sugiere que el Sol podría ser una red para la materia oscura. Si la materia oscura toma una determinada forma, se podría acumular en nuestra estrella más cercana y alterar la manera en que se mueve el calor en su interior de tal forma que sería observable desde la Tierra

La materia oscura es ese algo misterioso que constituye alrededor un alto porcentaje de la materia del universo, pero no interactúa con las fuerzas electromagnéticas. Aunque el universo contiene cinco veces más materia oscura que materia normal, la materia oscura es completamente invisible tanto a los ojos humanos como a toda clase de telescopios. Los físicos saben que está ahí por su efecto gravitatorio sobre la materia normal. La materia oscura mantiene a las galaxias sin desmembrarse a pesar de girar rápidamente, y es responsable de gran parte de la estructura a gran escala del universo.

Los detectores actuales de materia oscura están buscando WIMPs, partículas masivas de interacción débil, que sólo se conectan con la fuerza nuclear débil y la gravedad. En base a las teorías más aceptadas, la mayoría de los experimentos se han afinado para buscar una partícula unas 100 veces más masiva que un protón. Esta principal sospechosa es, también, su propia antipartícula: cada vez que una WIMP se encuentra con otra WIMP, se aniquilan mutuamente.

“Esto es algo que siempre me ha intrigado”, dijo el físico de astropartículas Subir Sarkar de la Universidad de Oxford. Si en el Big Bang se crearon iguales cantidades de materia y antimateria, las partículas deberían haberse cancelado por completo unas a otras. “Obviamente no fue así, y estamos aquí para atestiguarlo”, comentó. “Así que algo ha creado una asimetría de materia sobre la antimateria”, dejando sobrevivir un poco de materia después de la desaparición de la antimateria.

Sarkar sugiere que lo que hizo que la materia ordinaria se impusiera a la antimateria pudo haber funcionado también sobre la materia oscura. Si la materia oscura evolucionó de manera similar a la materia ordinaria, podría ser mucho más ligera de lo que se espera en los experimentos actuales, de sólo 5 veces la masa de un protón. No deja de ser una cifra sugestiva, dice Sarkar.

“Si fuera cinco veces más pesado, abundaría cinco veces más. Eso es la materia oscura”, dijo. “Esta es la explicación más simple para la materia oscura, en mi opinión”.

El problema es que estas partículas livianas son mucho más difíciles de detectar con los experimentos en marcha. En un artículo del 2 de julio en Physical Review Letters, Sarkar y su colega de Oxford, Mads Frandsen, sugieren otra forma de encontrar la materia oscura liviana: observar el Sol.

Dado que las partículas de materia oscura liviana no se eliminan entre sí cuando se encuentran, el Sol podría estar acumulando esas partículas de la misma manera que una bola de nieve se une con más nieve.

“El Sol ha estado recorriendo la galaxia durante 5.000 millones de años, barriendo esa materia oscura allá por donde pasaba”, dijo Sarkar.

Esta acumulación de materia oscura podría resolver un problema acuciante de la física solar, al que se ha denominado “problema de composición solar”. Observaciones sensitivas de las ondas en la superficie solar han revelado que al Sol le resulta mucho más fácil transportar calor desde su interior a la superficie de lo que predicen los modelos estándar.

Unas partículas de materia oscura que sólo interactúan entre sí pueden producir esta diferencia. Los fotones y las partículas de materia ordinaria rebotan entre sí en su camino desde el interior del Sol a su superficie, por lo que a la luz y al calor les puede llevar miles de millones de años escapar. Pero debido a que las partículas de materia oscura ignoran a toda la materia normal dentro del Sol, tienen menos obstáculos en su camino y pueden transportar calor más eficientemente.

“Cuando hicimos el cálculo, para nuestra sorpresa, resultó cierto”, señaló Sarkar. “Pueden transportar suficiente calor para resolver el problema de la composición solar”.

A continuación, Sarkar y Frandsen calcularon cómo podría afectar la cantidad de neutrinos que emite el Sol el hecho de estar repleto de materia oscura. Hallaron que el flujo de neutrinos cambiaría en un pequeño porcentaje. Esto no es mucho, dijo Sarkar, pero es suficiente para detectarlo por medio de dos experimentos distintos de neutrinos —uno en Italia, llamado Borexino, y otro en Canadá, llamado SNO+— que están a punto de entrar en marcha.

“Es una idea especulativa, pero es verificable”, dijo Sarkar. “Y las herramientas para probarlo estarán listas muy rápido. No tenemos que esperar 20 años.”

La idea de que la materia oscura ligera influencia al Sol “no es demasiado forzada, en mi opinión”, dijo el físico Dan Hooper del Fermilab en Illinois. “Sólo hay que mirar sus números, y son bastente plausibles para mí”.

Algunos desconcertantes resultados de los detectores de materia oscura indican que estas partículas ligeras podría haberse detectado ya. A principios de este año, un disco de germanio en una mina en Minnesota llamado Coherent Germanium Neutrino Technology (CoGeNT), detectó señales de una partícula de alrededor de unas 7 veces la masa de un protón, aunque no estamos seguros todavía si se trata de materia oscura. Otro detector en Italia, el DAMA ha reportado resultados similares.

“Hay un cuerpo cada vez más convincente de evidencia acumulada” de que la materia oscura es sólo pocas veces más masiva que un protón, dijo Hooper. “Aún falta un fallo del Jurado, pero si esto es realmente lo que está pasando, deberemos saberlo con seguridad el año que viene”.

Fuente: Wired Science. Aportado por Eduardo J. Carletti

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