Este artículo se publica en colaboración con Caltech.
La materia oscura se llama «oscura» por una buena razón. Aunque superan en más de diez veces a las partículas de la materia ordinaria, las partículas de materia oscura son esquivas. Su existencia se infiere de su influencia gravitatoria en las galaxias, pero nadie ha observado jamás directamente señales de materia oscura. Ahora, al medir la masa de una galaxia enana cercana llamada Triangulum II, el profesor adjunto de Astronomía Evan Kirby podría haber encontrado la mayor concentración de materia oscura de cualquier galaxia conocida.
Triangulum II es una galaxia pequeña y tenue situada en el borde de la Vía Láctea, compuesta por apenas unas 1.000 estrellas. Kirby midió la masa de Triangulum II examinando la velocidad de seis estrellas que giran a gran velocidad alrededor del centro de la galaxia. «La galaxia es difícil de observar», afirma. «Solo seis de sus estrellas eran lo bastante luminosas como para verse con el telescopio Keck». Al medir la velocidad de estas estrellas, Kirby pudo inferir la fuerza gravitatoria ejercida sobre ellas y, de ese modo, determinar la masa de la galaxia.
«La masa total que medí fue mucho, muchísimo mayor que la masa del total de estrellas, lo que implica que hay una gran cantidad de materia oscura densamente empaquetada que contribuye a la masa total», afirma Kirby. «La proporción de materia oscura respecto a la materia luminosa es la más alta de cualquier galaxia que conocemos. Después de realizar mis mediciones, solo pensaba: ¡vaya!».
Por tanto, Triangulum II podría convertirse en un candidato destacado para los esfuerzos por detectar directamente las señales de la materia oscura. Ciertas partículas de materia oscura, llamadas WIMP supersimétricos (partículas masivas de interacción débil), se aniquilarán entre sí al colisionar y producirán rayos gamma que luego podrán detectarse desde la Tierra.
Aunque las teorías actuales predicen que la materia oscura produce rayos gamma casi en todo el universo, detectar estas señales concretas entre otros ruidos galácticos, como los rayos gamma emitidos por los púlsares, supone un desafío. Triangulum II, en cambio, es una galaxia muy silenciosa. Carece del gas y de otro material necesario para formar estrellas, por lo que no está formando nuevas estrellas; los astrónomos la llaman «muerta». Cualquier señal de rayos gamma procedente de colisiones de partículas de materia oscura sería, en teoría, claramente visible.
Sin embargo, aún no se ha confirmado de forma definitiva que lo que midió Kirby sea realmente la masa total de la galaxia. Otro grupo, dirigido por investigadores de la Universidad de Estrasburgo (Francia), midió las velocidades de las estrellas situadas justo fuera de Triangulum II y descubrió que, en realidad, se mueven más rápido que las estrellas más cercanas al centro de la galaxia, lo contrario de lo que se esperaba. Esto podría sugerir que la pequeña galaxia está siendo desgarrada, o «perturbada por marea», por la gravedad de la Vía Láctea.
«Mis próximos pasos consisten en realizar mediciones para confirmar los hallazgos de ese otro grupo», afirma Kirby. «Si resulta que esas estrellas exteriores en realidad no se mueven más rápido que las interiores, entonces la galaxia podría encontrarse en lo que se denomina equilibrio dinámico. Eso la convertiría en el candidato más idóneo para detectar materia oscura con rayos gamma».
Un artículo que describe esta investigación aparece en el número del 17 de noviembre de la revista Astrophysical Journal Letters. Judith Cohen (PhD ’71), catedrática Kate Van Nuys Page de Astronomía, es coautora de Caltech.
La publicación no implica que el Foro Económico Mundial respalde los puntos de vista expuestos.
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Autor: Lori Dajose escribe para Caltech.
Imagen: Visitantes observan la instalación «Dark Matter», de Troika (2014), en la exposición Art Unlimited de la feria Art Basel, en Basilea. REUTERS/Denis Balibouse