Problemas con la materia oscura

Credit: NASA

El ESO (European Southern Observatory) ha publicado una nota de prensa donde presenta las últimas observaciones realizadas por el equipo científico de Christian Moni Bidin. Haciendo uso del observatorio de La Silla han estado observando el movimiento de 400 estrellas de nuestra galaxia. Las conclusiones a las que han llegado es que tenemos un problema con el modelo de distribución de la materia oscura en la Vía Láctea.

Antes de continuar recordemos brevemente que es la materia oscura. Se supone, que la materia oscura es un tipo de materia distinta a la materia bariónica. La materia bariónica es la materia a la que estamos acostumbrados, es decir, la materia de la que estamos hechos nosotros, los planetas, las estrellas, etc. Los elementos de los que está constituida la materia bariónica son los que se recogen en la tabla periódica.

De momento no sabemos cuales son los constituyentes de la materia oscura, o dicho de otro modo, no sabemos que es dicha materia. Lo que si sabemos es cual es la diferencia fundamental entre la materia bariónica y la materia oscura. La materia bariónica interacciona gravitatoriamente y electromagnéticamente(las fuerzas fuerte y débil actúan en el reino de los átomos, para nuestros propósitos podemos ignorarlas). Que la materia bariónica interacciona con la gravedad es obvio, esa es la razón por la cual estamos pegados a la superficie de la Tierra. En cuanto a la interacción electromagnética es suficiente con hacer una llamada de teléfono para comprobar como con la materia bariónica podemos manejar el electromagnetismo a nuestro antojo. Pero no es necesario coger el móvil para hacer la prueba, nos sirve con una mesa y nuestra mano. Lo cierto es que la interacción electromagnética la experimentamos todos los días aunque no nos demos cuenta de ello. Como sabemos estamos hechos de átomos y estos consisten en un núcleo de protones y neutrones, alrededor del núcleo se encuentran los electrones en una especie de nube. Sabiendo esto es fácil concluir que nuestra superficie está compuesta de electrones que orbitan sus respectivos átomos, pero esto es igualmente cierto para la superficie de cualquier objeto que esté compuesto de materia bariónica. A esto hay que añadir otro hecho, y es que las partículas que componen los átomos son realmente pequeñas, son tan pequeñas que los átomos son principalmente espacio vacío. Con estas ideas en mente pon tu mano sobre la mesa y haz fuerza hacía ella, como puedes observar tu mano no consigue traspasar la mesa, pero si los átomos de los que estamos hechos nosotros y la mesa son esencialmente espacio vacío ¿cómo es que no la podemos atravesar? Lo que lo impide es la repulsión eléctrica de los electrones que forman la superficie de tu mano y la de la mesa. Lo que estás experimentando es la interacción electromagnética entre los electrones de la mesa y los tuyos.

Credit: NASA, ESA, Hubble

Como acabamos de ver la materia bariónica interacciona mediante la gravedad y el electromagnetismo pero hasta donde sabemos la materia oscura sólo interacciona gravitatoriamente. Esto lo sabemos por observaciones astronómicas que nos indican que los movimientos de las estrellas en las galaxias, o algunos fenómenos de lente gravitatoria no los podemos explicar sólo con la cantidad de materia bariónica que sabemos que hay, se necesita más materia para generar los efectos gravitatorios que observamos, y dado que esta materia no es visible, es decir, que no parece interaccionar electromagnéticamente (recordad que la luz es un fenómeno electromagnético), se le ha dado el nombre de materia oscura.

El equipo de Christian Moni Bidin ha publicado su trabajo en la revista The Astrophysical Journal, el artículo lleva por título Kinematical and chemical vertical structure of the Galactic thick disk II. A lack of dark matter in the solar neighborhood. Lo que han encontrado es que no necesitan tanta cantidad de materia oscura en la galaxia como la que se suponía que tenía que haber para explicar el movimiento de las estrellas observadas. Normalmente se supone que la galaxia está en el interior de una esfera más bien homogénea de materia oscura, según ese tipo de modelos la cantidad de materia oscura (densidad media) que deberíamos observar en la región galáctica en la que nos encontramos estaría entre 0,4 y 1 kilogramos en una esfera del tamaño de la Tierra, pero el trabajo del equipo de Moni Bidin indica que en realidad la cantidad de materia oscura sería menor, para un volumen como el de la Tierra según Moni Bidin & cia debería haber tan sólo 0.00±0.07 kilogramos.

De confirmarse estas observaciones no nos va a quedar más remedio que repasar los modelos de distribución de materia oscura en la galaxia, parece que hemos estado pasando algo por alto.