17/Sep/08

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Un disco de materia oscura en nuestra galaxia

Un equipo internacional de científicos predice que nuestra galaxia, la Vía Láctea, contiene un disco de materia oscura.

En un trabajo publicado en las Noticias Mensuales de la Royal Astronomical Society, los astrónomos Dr. Justin Read, profesor George Lake y Oscar Agertz de la Universidad de Zurich, y Dr. Victor Debattista de la Universidad de Lancashire Central usan los resultados de una simulación de una súper computadora para deducir la presencia de este disco. Explican cómo podría permitir a los físicos detectar directamente e identificar la naturaleza de la materia oscura por primera vez.

A diferencia de la conocida materia "normal" que forma las estrellas, el gas y el polvo, la materia oscura es invisible pero su presencia puede ser deducida a través de su influencia gravitatoria sobre su entorno. Los físicos creen que forma el 22% de la masa del universo (con el 4% de materia normal y el 74% de la misteriosa energía oscura). Pero, a pesar de su importante influencia, nadie está seguro de qué es la materia oscura.

Antes de este trabajo, se pensaba que la materia oscura se forma en grumos más o menos esféricos denominados "halos", uno de los cuales envuelve a la Vía Láctea. Pero esta teoría estándar está basada en simulaciones de súper computadoras que modelan la influencia gravitatoria de la materia oscura sola. El nuevo trabajo incluye la influencia gravitatoria de las estrellas y el gas que también forman nuestra galaxia.

Se piensa que las estrellas y el gas se formaron como discos muy temprano en la vida del universo, y esto afectó cómo se formaron halos más pequeños de materia oscura. Los resultados del equipo sugieren que la mayor parte de los grumos de materia oscura en nuestra galaxia se fusionaron para formar un halo alrededor de la Vía Láctea. Pero los grumos más grandes fueron arrastrados preferentemente hacia el disco galáctico y fueron luego destrozados, creando un disco de materia oscura dentro de la galaxia.

"El disco oscuro sólo tiene la mitad de la densidad del halo de materia oscura, y es por eso que nadie lo detectó antes", dijo Justin Read, principal autor. "Sin embargo, a pesar de su baja densidad, si el disco existe tiene dramáticas implicancias para la detección de materia oscura aquí en la Tierra".

La Tierra y el Sol se mueven a unos 220 km / s, a lo largo de una órbita casi circular alrededor del centro de nuestra galaxia. Ya que el halo de materia oscura no gira desde el punto de vista de la Tierra, se siente como si tuviéramos un "viento" de materia oscura que fluye hacia nosotros a gran velocidad. Por contraste, el "viento" del disco oscuro es mucho más lento que el del halo porque el disco gira junto con la Tierra.

"Es como estar sentado en su automóvil sobre la autopista a 100 km / h", dijo el Dr. Victor Debattista, miembro del equipo. "Parece que todos los otros automóviles están quietos porque se mueven a la misma velocidad".

Esta abundancia de partículas de materia oscura de baja velocidad pudo ser un verdadero beneficio para los investigadores porque es más posible que provoquen una reacción en los detectores de materia oscura que las partículas de movimiento rápido. "Los detectores actuales no pueden distinguir estas partículas de poco movimiento del otro 'ruido' de fondo", dijo la profesora Laura Baudis, colaboradora en la Universidad de Zurich y uno de los investigadores principales para el experimento XENON de detección directa, que está ubicado en el laboratorio subterráneo de Gran Sasso, en Italia. "Pero el detector XENON100 que estamos encendiendo ahora mismo es mucho más sensible. Para muchas candidatas a partículas de materia oscura, podrá verlo si está ahí".

Esta nueva investigación plantea la excitante posibilidad de que el disco oscuro -y la materia oscura- puedan ser detectados directamente en un futuro muy cercano.

Fuente: RAS. Aportado por Graciela Lorenzo Tillard