La materia oscura podría estar acumulada y encerrada en estrellas muertas a punto de estallar

Un nuevo estudio sugiere que la misteriosa materia oscura podría estar acumulándose en las entrañas ultradensas de las estrellas de neutrones, que surgen luego de la muerte de estrellas supermasivas: debido a la intensa presión contenida en el interior de estas estrellas, la acumulación de materia oscura podría derivar en gigantescas explosiones en el cosmos.

Los científicos Joseph Bramante, de la Universidad de Queen, en Canadá, y Nirmal Raj, del Centro de Física de Alta Energía, en India, han publicado recientemente los resultados de una nueva investigación en arXiv que indican que la materia oscura podría estar oculta en el interior de las estrellas de neutrones. La poderosa presión existente en las profundidades de estos remanentes de estrellas muertas y las interacciones entre la materia oscura y la materia convencional podrían producir enormes explosiones cósmicas.

La materia invisible y escurridiza que intriga a los astrónomos

Aunque existen diversas evidencias que avalan la existencia de la materia oscura, que surgen al observar sus efectos sobre las cosas visibles que la rodean, los científicos aún no han logrado comprobar fehacientemente su existencia. Sin embargo, puede apreciarse como las estrellas orbitan más rápido dentro de las galaxias de lo que deberían basándose únicamente en la materia visible, o que luz del Universo primitivo tiene una “huella digital única” que es imposible de producir a partir de la materia normal que llena el cosmos. Todo esto sugiere que la materia oscura, aunque invisible para nuestros ojos, está presente y produce cambios en su entorno.

Ahora, el nuevo estudio de Bramante y Raj, que próximamente se publicará en la revista Physics Reports, aporta una nueva evidencia en cuanto a que la mayor parte de la materia que compone el Universo posee una forma que no conocemos ni vemos, ya que no interactúa con la luz. Esa extraña materia oscura podría estar oculta en el interior de las estrellas de neutrones, generando diversas reacciones hasta lograr que colapsen y produzcan monstruosos estallidos, liberando enormes cantidades de energía en el espacio interestelar.

Según explica el astrofísico Paul Sutter en un artículo publicado en Live Science, los ambientes gravitacionales más fuertes en el cosmos, excluyendo a los agujeros negros, son los restos de estrellas muertas, que derivan en estrellas de neutrones. Las estrellas de neutrones son extremadamente densas y tienen una gravedad lo suficientemente fuerte como para hacer que la luz orbite alrededor de ellas en forma de círculo. 

Se las considera excelentes laboratorios para estudiar la materia oscura, porque probablemente tengan las concentraciones más altas de la misteriosa sustancia en todo el Universo, como ya han sugerido estudios previos. En la nueva investigación, los científicos exploraron cómo la materia oscura puede tener una variedad de efectos en las profundidades de las estrellas de neutrones, y que cambios podría generar al interactuar con la materia normal. 

La materia oscura revoluciona el interior de las estrellas de neutrones

De esta manera, los especialistas concluyeron que las partículas de materia oscura pueden ocasionalmente interactuar entre sí, provocando que se libere una pequeña cantidad de energía. Debido a las altas concentraciones de materia oscura dentro de las estrellas de neutrones, esto podría liberar suficiente calor como para alterar la dinámica interior de estas estrellas supermasivas muertas.

La acumulación de materia oscura y su interacción con partículas de materia convencional podría crear la cantidad justa de energía para desencadenar una abismal explosión dentro de la estrella de neutrones, generando una reacción nuclear en cadena que destruiría por completo a la estrella. Sin embargo, el problema es cómo comprobar esa influencia de la materia oscura en el corazón de una estrella de neutrones. 

Los investigadores sugieren varias posibilidades: por ejemplo, la acumulación y aniquilación de partículas de materia oscura debería alterar el enfriamiento natural que enfrentan las estrellas de neutrones durante sus largas vidas, por lo que si se mide la temperatura de las estrellas de neutrones con suficiente precisión, sería posible detectar la influencia de la materia oscura. .

Al mismo tiempo, como las partículas de materia oscura alteran la dinámica interna y la distribución de masa dentro de una estrella de neutrones, una gran cantidad de materia oscura podría cambiar la rapidez con la que giran y la forma en que modifican su rotación y velocidad. Las observaciones detalladas de estas estrellas de neutrones podrían brindar información valiosa sobre aquello que sucede realmente en sus entrañas, hasta dejarnos “ver” a la enigmática materia oscura.

Referencia

Dark matter in compact stars. Joseph Bramante and Nirmal Raj. arXiv (2023). DOI:https://doi.org/10.48550/arXiv.2307.14435