La materia oscura se mantiene unida entre sí por "atractores" - principal


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Estudios recientes muestran que estos halos de materia oscura tienen algo llamado atractores, que preservan su forma

El universo consiste en una gran cantidad de materia invisible: la materia oscura. No sabemos qué es, pero sabemos que ahí está, y que sin materia oscura no habría galaxias, por lo tanto tampoco habría estrellas, ni planetas, ni la vida que conocemos. El universo está lleno de grandes estructuras dominadas por materia oscura, y en estas esferas o halos de materia oscura se agrupan las partículas de luz emitidas desde las estrellas y gas. Estudios recientes muestran que estos halos de materia oscura tienen algo llamado atractores, que preservan su forma. Los resultados fueron publicados en Astrophysical Journal Letters.

Se puede observar el gas ordinario caliente que emite rayos X en los cúmulos de galaxias. A partir de esto, se puede determinar que la materia oscura es más densa en la parte interina y que se va diluyendo de a poco hacia el exterior. Los investigadores esperan poder comprobar en el futuro el atractor de materia oscura por medio de mediciones precisas del gas caliente común

“Es un poco sorprendente que no entendamos por qué estos halos de materia oscura se ven así. Las partículas de materia oscura sólo sienten el tirón de la gravedad, por lo que debería ser simple averiguar, por ejemplo, cómo cambia su densidad cuando uno se mueve desde la parte interna del halo a la externa. Pero hasta ahora nadie ha comprendido por qué la temperatura y la densidad de la materia oscura tienen la forma que observamos”, explica el astrofísico Steen Hansen, del Centro de Cosmología Oscura en el Instituto Niels Bohr de la Universidad de Copenhague.

Además, no se sabe si hay una razón fundamental para la simple estructura de densidad y temperatura de los halos que se observan, o si su forma es determinada por las colisiones y los dramáticos sucesos a los que se han visto expuestos durante la historia del universo, de manera casi azarosa.

Las estrellas se comportan característicamente

Mientras una estrella evoluciona se puede medir la temperatura y luminosidad de su superficie. Casi todas las estrellas que están en proceso de quemar hidrógeno se ubican dentro de la secuencia principal con un estado uniforme. Esta uniformidad es un atractor de las partículas luminosas ordinarias, porque siempre hay un equilibrio único entre la presión de la radiación y la gravedad mientras los átomos de hidrógeno se fusionan para formar helio.

Si tomamos una estrella de la secuencia principal y la “sacudimos” de tal modo que, por ejemplo, la forzamos a brillar durante un periodo más breve de tiempo de lo que dice que debería brillar el atractor de la secuencia principal, ésta debería (un cambio en las condiciones controladas se puede simular en una computadora, por ejemplo, cambiando un poco la energía de la estrella) moverse de regreso a la secuencia principal. Esta es una característica de todos los atractores en la naturaleza.

La materia oscura también se comporta de manera característica

Estructuras de materia oscura simuladas en una supercomputadora. La figura muestra que la densidad de la materia oscura es más grande en la parte interior y lentamente disminuye a medida que uno avanza hacia afuera

Las partículas de materia oscura no reciben presión de radiación, de modo que antes nos era totalmente desconocido si podían tener un atractor similar, y así explicar por qué todos los halos de materia oscura se ven virtualmente iguales.

Por primera vez, por medio de simulaciones de computadora, hemos puesto de manifiesto que los halos de materia oscura tienen un atractor. Hemos encontrado una relación muy especial entre el estado de la temperatura y la densidad de la materia oscura de la parte interior del halo y el de la parte externa “, explica Steen Hansen, que ha hecho los cálculos, junto con dos de sus estudiantes, Diana Juncher Sparre y Martin.

Los investigadores crearon modelos informáticos de una amplia gama de halos de materia oscura distintos, todos en perfecto equilibrio. Después “sacudieron” esas estructuras para hacerlas cambiar, haciendo lo que se puede hacer con las estrellas en los modelos de computadora al cambiar un poco su energía. Pero resultó que todos los halos de materia oscura cambiaron su estado hacia la misma forma uniforme. En este sentido, los halos de materia oscura son completamente distintos a las estrellas.

“Cuando una estrella ha agotado su hidrógeno se aleja de la secuencia principal, abandona su atractor. Debido a que no tenemos indicaciones de que la materia oscura emite radiación o choca entre sí, creemos que esos halos se mantendrán en su atractor para siempre”, concluye Steen Hansen.

Fuente: Niels Bohr Institute. Aportado por Eduardo J. Carletti

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