Un balón de materia oscura rodea la Vía Láctea

Tan lejos y tan cerca. Mientras los físicos intentan encontrar en los detectores terrestres, aquí mismo, los supuestos extraños componentes de la materia oscura (que representaría, según las teorías vigentes, más del 70% de la masa total de galaxias como la nuestra), los astrónomos se trasladan a través de sus instrumentos a billones de billones de kilómetros por los alrededores de la galaxia para comprobar cómo y dónde se acumula esta materia, distinta de la que forma todo lo que podemos ver y palpar.
El halo de materia oscura que rodea lo que llamamos la Vía Láctea -las estrellas y el gas que se pueden ver y que se agrupan en forma de espiral- tiene la forma de un balón de playa gigantesco y bastante deformado, aseguran astrónomos estadounidenses, los primeros que creen que han conseguido medir su forma. La materia oscura se llama así porque es invisible y porque nadie sabe de qué está formada. Sin embargo, no es indetectable, porque obedece, como la materia ordinaria, las leyes de la gravedad y tira de las pequeñas galaxias enanas que giran alrededor de la Vía Láctea.
Los astrónomos, de varias instituciones estadounidenses, han conseguido reconstruir la órbita original de la galaxia enana Sagitario, que se va disgregando debido al tirón gravitatorio de la Vía Láctea y deja restos en forma de estrellas a su paso. Los esfuerzos anteriores para resolver este problema daban soluciones muy diferentes para los diversos tramos estudiados. "Hasta hace muy poco, no entendíamos el comportamiento de los restos de Sagitario", ha explicado David R. Law, uno de los científicos. Hace cuatro meses, Law y sus compañeros ya habían sugerido que si el halo de materia oscura era tridimensional, con longitudes de eje diferentes, los datos de la órbita de Sagitario podrían casar. La solución que proponen ahora es que el halo invisible tiene la forma de un balón de playa que ha sido aplastado a lo largo, aproximadamente en perpendicular al plano de la galaxia en el que se agrupan las estrellas.
Esto ha constituido una sorpresa. "Esperábamos un cierto grado de deformación, sobre la base de las predicciones hechas según las teorías más aceptadas de materia oscura", dice Law, "pero es mayor de lo que creíamos y, sobre todo, la orientación del aplastamiento es totalmente inesperada. Ahora no sabemos cómo se formó nuestra galaxia con su orientación".
Este resultado sigue a los datos obtenidos en el detector de partículas CDMS, dedicado a la materia oscura y situado a 750 metros de profundidad en una mina de Minnesota (EE UU). A mediados de diciembre pasado, los físicos de este experimento indicaron que tenían un par de observaciones intrigantes que podrían ser de partículas exóticas que algunas teorías indican que forman la materia oscura, pero ni siquiera ellos descartan que se trate de partículas ordinarias. Otros detectores más avanzados van a contribuir pronto a la búsqueda y sólo cuando haya muchos más datos se podrá llegar a alguna conclusión.
Concretamente, en 2010 entrará en funcionamiento el detector XENON100 en el Gran Sasso (Italia) y también funcionará a un nivel mayor de energía el nuevo gran acelerador europeo LHC, que podría producir esas partículas como consecuencia de la colisión de protones. "El año que viene será el año de la materia oscura", ha comentado a Science.now Joseph Lykken, físico teórico en Fermilab (EE UU), laboratorio que participa en el CDMS. "Me extrañaría mucho que no lo fuera".
Las hipotéticas partículas de la materia oscura, nunca detectadas, serían súper simétricas, las llamadas WIMP, y estarían por todo el Universo, pero no distribuidas de forma uniforme, según un nuevo estudio de un equipo internacional presentado, como el de la materia oscura, en la reunión de la American Astronomical Society en Washington.
Los protones y neutrones que son componentes de todo lo que vemos constituyen una muy pequeña parte de la materia total del Universo, de hecho, la estimación más baja es de sólo el 4%. El resto sería la materia oscura y la todavía más misteriosa energía oscura, supuesta causa de la observada aceleración en la expansión del Universo.
En cada galaxia, la situación es diferente: la materia oscura llega a representar aproximadamente el 85% de su masa total. "A la distancia del centro de la Vía Láctea en la que hemos trabajado, 150.000 años luz, supone el 70% de la masa comprendida en ese radio, pero si nos alargamos hasta los 500.000 años luz, aumentaría hasta ser el 85% de la masa total", ha comentado Law a este periódico.
El nuevo censo de galaxias cercanas presentado en Washington indica que cuanto más pequeña es una galaxia menos materia ordinaria y más materia oscura tiene, lo que plantea la pregunta de dónde ésta la materia ordinaria. Una explicación es que al explotar las estrellas, dispersan materia ordinaria por el espacio intergaláctico, y esta materia es captada en menor medida por las galaxias pequeñas, que tienen menos tirón gravitatorio.

Quisiera entender la naturaleza del lado oscuro del universo. Es uno de los grandes misterios de la ciencia, además de ser un problema que grafica como pocos la pequeñez del intelecto humano frente al cosmos. Y claro, si fuese cierto que el cerebro humano es el dispositivo que el universo produjo para conocerse a sí mismo, entonces le hace falta una terapia sicoanalítica intensiva, pues a fines del siglo XX el hombre, muy seguro de estar al borde de una teoría física final, concluyó que el 95% del contenido del universo era una absoluta y escurridiza incógnita. La materia de la que estamos hechos nosotros, las cosas que vemos a nuestro alrededor, las estrellas y las más lejanas galaxias es apenas una pequeña fracción de todo lo que parece haber allá afuera. Lo confirman todas las mediciones astronómicas de los últimos 10 años. No sabemos lo que es, pero está allí. Y su presencia produce, entre otras cosas, una repulsión gravitacional que hace que el universo se expanda cada vez con mayor rapidez. Energía oscura y materia oscura se llaman estos fantasmas cósmicos que representan uno de los desafíos más urgentes de la ciencia del siglo XXI. Ser el primero en develar su naturaleza no sólo será una enorme obra del intelecto humano, sino también una hazaña épica del hombre al rescate de una dignidad perdida en los confines de un universo que nunca había sido tan oscuro. [ Andrés Gomberoff S.*Ph.D. en Física Departamento de Física, PUC ]

Existen un problema que aún no tiene solución en astrofísica y que, sin embargo, es fundamental para la comprensión del universo: dar con la naturaleza de la materia oscura. La existencia de “materia oscura” -materia que tiene influencia gravitacional sobre los cuerpos, pero que no es posible detectarla- fue propuesta por el astrónomo Fritz Zwicky en 1933: postuló que debía existir una cantidad de materia no observable que completara la masa faltante para mantener las galaxias orbitando unas en torno a otras. Más tarde, en 1970, la astrónoma Vera Rubin, estudiando galaxias espirales, observó que éstas giraban demasiado rápido para la masa observada: otro argumento a favor de la materia oscura. Hasta hoy nadie sabe a ciencia cierta qué tipo de materia es. En el área de la astrofísica se ha postulado que podría estar constituida de objetos astronómicos muy débiles en luminosidad: estrellas como las enanas cafés o blancas, agujeros negros… Sin embargo, ningún argumento a favor de uno u otro de estos candidatos (ni la suma de ellos) ha sido convincente. Por otro lado, en el área de la física de partículas también se ha postulado la existencia de partículas masivas exóticas que inundarían todo el espacio y serían las causantes de la materia oscura. Se espera que muchas de estas partículas aparezcan en los experimentos que se realizan con el Large Hadron Collider, el acelerador de partículas más grande. La comunidad entera está expectante. [Gaspar Galaz L.*Ph.D. en Astrofísica Departamento de Astronomía y Astrofísica, PUC ]