Posible detección de objetos de materia oscura        

Por: Noticias de la Ciencia.

25 de julio de 2024

Concepción artística de un púlsar. Los púlsares son restos densos de estrellas que explotaron y forman parte de una clase de objetos llamados estrellas de neutrones. http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA21085. Crédito de la imagen: NASA/JPL-Caltech.

Una investigación reciente ha permitido encontrar indicios de la presencia de aparentes objetos de materia oscura en el cosmos, con la valiosa ayuda de los “cronometradores” del Universo. La materia oscura es un tipo desconocido de materia que no puede detectarse más que por su influencia gravitatoria y que representa un 25% de la composición del Universo, siendo muchísimo más abundante en el cosmos que la materia normal. Cabe destacar, que no corresponde a agujeros negros convencionales ni a ninguna otra clase de astro conocida.

La detección se ha hecho con la ayuda de tres púlsares, estos objetos corresponden a estrellas de neutrones que giran y emiten haces de ondas de radio similares a faros que recorren rápidamente el espacio, los cuales se utilizaron para identificar misteriosas masas ocultas. Los púlsares obtuvieron su apodo porque emiten radiación electromagnética a intervalos muy regulares, que van desde milisegundos a segundos, lo que los convierte en “cronometradores” extremadamente precisos.

Valiéndose del hecho de que la gravedad de los cuerpos puede ralentizar la luz a través de su viaje por el espacio, el profesor John LoSecco, de la Universidad de Notre Dame en Estados Unidos, revisó observaciones de púlsares realizadas por diversos radiotelescopios y halló una docena de casos en los que hubo desajustes en la cadencia de los pulsos de ondas de radio llegados a la Tierra, sin razón aparente, sugiriendo ello que los haces de ondas de radio pasaron muy cerca de una concentración de masa invisible situada en algún lugar del camino entre el púlsar y el radiotelescopio.

Él cree que estas masas invisibles son candidatas a ser objetos de materia oscura. El profesor LoSecco estudió los retrasos en los tiempos de llegada de los pulsos de radio, que normalmente tienen una precisión de nanosegundos. Buscó a lo largo de la trayectoria de los pulsos de radio dentro de los datos de la encuesta PPTA2 publicados por el Parkes Pulsar Timing Array. Este proyecto en curso produce mediciones precisas de los tiempos de llegada de los pulsos utilizando datos de siete radiotelescopios diferentes: Effelsberg, Nançay, Westerbork, Green Bank, Arecibo, Parkes y Lovell.

Una masa del tamaño del Sol puede producir un retraso de unos 10 microsegundos, las observaciones que realizó el profesor LoSecco tienen resoluciones del orden de nanosegundos, 10.000 veces más pequeñas. “Uno de los hallazgos sugiere una distorsión de alrededor del 20 por ciento de la masa del Sol, este objeto podría ser un candidato a materia oscura”, dijo el profesor LoSecco.

LoSecco también confirmó, que un efecto secundario de esta investigación es que mejora la muestra de datos de sincronización de púlsares. Esta muestra de precisión se ha recolectado para buscar evidencia de radiación gravitacional de baja frecuencia.  Los objetos de materia oscura añaden “ruido” a esos datos, por lo que identificarlos y eliminarlos limpiará las muestras de cierta variabilidad, eliminando dicho ruido durante otras búsquedas de radiación gravitacional.

Se debe señalar, que la existencia de la materia oscura fue propuesta por el astrónomo suizo Fritz Zwicky en 1933, ante la evidencia de una “masa no visible” que influiría en las velocidades orbitales de los cúmulos en las galaxias. Posteriormente, otras observaciones han indicado la posible presencia de materia oscura en el Universo, generando efectos como lentes gravitacionales y teniendo un rol notable en los modelos de formación de estructuras y la evolución de galaxias.

No obstante, el planteamiento de objetos macroscópicos, compactos y puntuales compuestos por materia oscura, aún sigue siendo un elemento relativamente novedoso, ya que la mayoría de los modelos habituales que consideran interacciones débiles causadas por hipotéticas partículas constituyentes de la materia oscura, señalan la imposibilidad de que esta pueda agregarse tal y como lo hace la materia bariónica.

“La verdadera naturaleza de la materia oscura es un misterio”, afirmó el profesor LoSecco. “Esta investigación arroja nueva luz sobre la naturaleza de la materia oscura y su distribución en la Vía Láctea y también puede mejorar la precisión de los datos de los púlsares”. Este estudio fue presentado en el marco de la Reunión Nacional de Astronomía, un prestigioso evento auspiciado por la Royal Astronomical Society y que este año se llevó a cabo en la Universidad de Hull.

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