Mira una galaxia, ¿qué ves? Probablemente muchas estrellas. Nebulosas también. Y probablemente sea eso. Un montón de estrellas y gas en una variedad de coloridos surtidos; un deleite para la vista. Y enterrado entre esas estrellas, si miras con suficiente atención, es posible que encuentres planetas, agujeros negros, enanas blancas, asteroides y todo tipo de variadas posibilidades y extremos. El medio galáctico habitual.
Lo que no verías es lo que es la mayor parte de esa galaxia.De Verdadhecho de. No verías lo invisible, lo oculto. No verías la mayor parte de esa masa galáctica. No verías la materia oscura.
Las materias oscuras más
La materia oscura es una forma hipotética de materia, y en esa hipótesis estás nadando en ella ahora mismo. Por lo que podemos decir, basándonos en décadas de observaciones cuidadosas y meticulosas de todo, desde el movimiento de las estrellas dentro de las galaxias hasta el movimiento de las galaxias dentro de los cúmulos, los primeros momentos del Big Bang y el crecimiento de la estructura en todo el universo (es decir, , hemos trabajado muy duro en esto), nuestro cosmos no es lo que parece en la superficie.
El resultado principal: la mayoría de las materias primas de nuestro universo simplemente no interactúan con la luz. Su nombre habitual es 'materia oscura', pero un mejor nombre podría serinvisibleimportar. No estamos exactamente seguros de qué es ( todavía estamos trabajando en eso ), pero la materia oscura parece ser una especie de partícula microscópica que inunda todas las galaxias, dándoles masa extra. Debido a que esta materia oscura no interactúa con la luz, no siente nada que ver con la fuerza electromagnética, lo que significa que simplemente pasa a través de la materia normal sin darse cuenta ni importarle ni un ápice.
El peso de la nada
Tan poderosa como es esta materia oscura en términos de explicar problemas profundos y desconcertantes del universo, tiene algunas debilidades. Más notablemente, cuando los astrofísicos ejecutar simulaciones por computadora del crecimiento de galaxias - rastreando su formación y evolución a lo largo de miles de millones de años utilizando toda la física conocida que se utiliza para hacer de una galaxia una galaxia - descubren que la materia oscura tiende a acumularse realmente, realmente a densidades obscenamente altas en el centro de esas galaxias .
Esa es una predicción excelente y elegante por sí sola, pero no coincide del todo con las observaciones. Si bien no podemos ver directamente la materia oscura (recuerde: invisible), podemos ver sus efectos en todo lo demás, incluida la materia normal. Es posible que la materia oscura no juegue el juego electromagnético, pero sí habla con la gravedad, porque la gravedad es súper amigable y puede hablar con cada fragmento de masa y energía en todo el universo.
La Vía Láctea y su halo de materia oscura. Crédito de la imagen: Sload Digital Sky Survey
Entonces, si llena una galaxia con materia oscura, y la materia oscura tiende a agruparse mucho en el centro, entonces habrá una gran cantidad depesoen el centro de la galaxia, atrayendo el gas circundante. A medida que ese gas se comprime en el núcleo, se encogerá y colapsará, desencadenando eventos de formación de estrellas masivas, haciendo estallar literas de nuevas estrellas.
En otras palabras, los núcleos de las galaxias deberían tener montones sobre montones moleculares de gas y estrellas. Y aunque los centros galácticos son lugares muy ricos, no soneseRico.
La conclusión de que la predicción banal sobre el comportamiento de la materia oscura en los núcleos galácticos no es la historia completa. Dado que tenemos tantas otras buenas razones para creer que la materia oscura es una cosa, la pregunta es: ¿qué la saca del núcleo?
Sacudiendo las cosas
Dale un problema a diez físicos teóricos y te darán una docena de soluciones. Y en el caso de la 'astucia' de los núcleos de materia oscura, se las han arreglado para sacar todo tipo de explicaciones divertidas. Quizás la materia oscura es más exótica de lo que pensábamos, capaz de interactuar ligeramente consigo misma a través de una nueva quinta fuerza de la naturaleza, suavizándose en el núcleo. Quizás la materia oscura es un poco cálida y enérgica por naturaleza, y le cuesta abrigarse en el centro.
Por interesantes que sean esas opciones, tal vez la explicación sea algo más mundano. La materia oscura puede influir en el comportamiento de la materia normal a través de la gravedad, y lo mismo ocurre a la inversa. Aunque sustancialmente menos voluminosa que sus contrapartes oscuras, la materia regular de nuestro universo puede tirar y tirar y esparcir todo lo demás, aunque sea solo un poquito.
El núcleo galáctico, observado mediante luz infrarroja y luz de rayos X. Crédito: NASA, ESA, SSC, CXC y STScI
Recientemente un equipo de astrónomos estudió varias poblaciones de galaxias enanas , donde se podría examinar más fácilmente el vínculo entre la materia oscura y la normal. Utilizaron estas muestras para buscar cualquier relación entre la formación de estrellas y la densidad central. En este escenario, si una galaxia experimentó una gran cantidad de formación estelar reciente, desencadenando vientos explosivos de supernova y otros arrebatos temperamentales , entonces eso sacaría mucha materia normal del núcleo, y la gravedad haría lo suyo y arrastraría parte de la materia oscura junto con la materia normal.
El estudio encontró un resultado intrigante: las galaxias enanas con mucha formación estelar reciente (siendo 'reciente' dentro de los últimos seis mil millones de años) tenían densidades centrales más suaves, mientras que su hermanos menos activos eran mucho más curvos en sus centros, favoreciendo esta hipótesis de que la materia normal puede influir en la oscuridad. Si bien esto no resuelve por completo el enigma de la naturaleza de la materia oscura, es un importante paso adelante.
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