Un nuevo estudio recién publicado en arxiv.org y que verá la luz próximamente en The Astrophysical Journal acaba de añadir, si cabe, otra dosis de misterio al misterio de la materia oscura. "Después de haber terminado nuestro trabajo -ha afirmado Matt Walker, investigador del Centro Harvard Smithsonian para la Astrofísica y autor principal de la investigación- sabemos aún menos sobre la materia oscura de lo que sabíamos antes de empezar".

Igual que sucede en todas las galaxias, nuestra Vía Láctea alberga una extraña sustancia que los científicos, a falta de una descripción mejor, llaman "materia oscura". La materia oscura es invisible, incluso para nuestros instrumentos más sofisticados, pero revela su presencia gracias a la atracción gravitatoria que ejerce sobre la materia "ordinaria", la que sí podemos ver y de la que todos, personas, planetas y estrellas, estamos hechos. Se ha calculado que la materia ordinaria apenas si da cuenta del 4% de la masa total del Universo, mientras que la materia oscura supone cerca de un 23%.

 

Gráfico de pastel que muestra que hay un 72% de energía oscura (que causa la expansión acelerada del Universo), 23% de materia oscura y menos de 5% de átomos. (NASA)

 

NGC 253, galaxia Sculptor o de la moneda de plata.

Lo que sí que sabemos es que si no fuera por la materia oscura, las estrellas de nuestra galaxia se dispersarían sin remedio, volando en todas direcciones en lugar de girar ordenadamente alrededor de una zona central. Es decir, que sin materia oscura no habría galaxia, ya que la cantidad de materia ordinaria que contiene no basta para mantenerla unida y en orden.

No cabe duda de que la materia oscura constituye un gran misterio. Uno, además, que se ha hecho aún más profundo e insondable después del estudio liderado por Matt Walker.

El modelo cosmológico estandar describe un universo dominado por completo por la materia oscura y por la energía oscura. Y la mayor parte de los astrónomos tiene asumido que la materia oscura debe estar constituida por una clase de partículas "exóticas" y frías de las que nada sabemos, excepto que se van aglomerando gracias a la fuerza de la gravedad. Con el paso del tiempo, esos cúmulos de partículas han ido creciendo lo suficiente como para atraer a la materia ordinaria y dar forma a las galaxias que hoy podemos observar en el cielo.

Distribuida por todas partes

Para simular este proceso, los cosmólogos utilizan los ordenadores más poderosos que existen. Y todas esas simulaciones muestran que la materia oscura debería formar apretados "paquetes" en el centro mismo de las galaxias. Sin embargo, y aquí viene el desconcierto, las últimas mediciones realizadas por Walker y sus colaboradores en dos galaxias enanas muestran que la materia oscura está uniformemente distribuida en ellas. Lo que sugiere que el modelo cosmológico podría estar equivocado.

"Nuestras mediciones -explica Walker- contradicen la predicción básica sobre la estructura de la materia oscura dentro de las galaxias enanas. A menos que, o hasta que, los teóricos no modifiquen esas predicciones, la materia oscura será inconsistente con los datos de nuestras observaciones".

Walker y el coautor del estudio, Jorge Peñarrubia, de la Universidad de Cambridge, eligieron para su trabajo dos galaxias enanas porque éstas se componen de un 99% de materia oscura y sólo de un 1% de materia ordinaria, lo que hace de estos objetos los candidatos ideales para los científicos que intentan comprender la naturaleza de la materia oscura.

De esta forma, Walker y Peñarrubia analizaron la distribución de la materia oscura en dos pequeños vecinos galácticos de la Vía Láctea, Fornax y Sculptor. Estas galaxias apenas si contienen entre uno y diez millones de estrellas, muy pocas en comparación de los casi 400,000 millones de nuestra propia galaxia. Los investigadores midieron la localización, la velocidad y la composición química de unas 2500 estrellas en esas dos galaxias.

 

Galaxia enana vista desde un hipotético exoplaneta. (David A. Aguilar)

"En una galaxia enana -explica Peñarrubia- las estrellas zumban como abejas en una colmena en lugar de moverse en bellas órbitas circulares como lo hacen en las galaxias espirales. Lo que hace mucho más complicada la tarea de determinar la distribución de la materia oscura".

Sin embargo, en ambos casos, los científicos encontraron que la materia oscura está uniformemente distribuida en las dos galaxias a lo largo de regiones relativamente amplias, del orden de varios cientos de años luz de diámetro. Lo cual contradice frontalmente la predicción de que la densidad de la materia oscura debería incrementarse a medida que nos acercamos al centro de estas galaxias.

"Si una galaxia enana fuera un melocotón -explica Peñarrubia- el modelo cosmológico estandar dice que deberíamos de encontrar un "hueso" de materia oscura en su centro. Pero en lugar de eso, las dos galaxias que hemos estudiado son como melocotones sin hueso".

Para tratar de aclarar el misterio, los dos investigadores se disponen a estudiar más galaxias enanas para ver si en todas sucede lo mismo. Si así fuera, sin embargo, el misterio de la materia oscura no habría hecho más que complicarse aún más. (José Manuel Nieves / ABC)