La materia oscura podría estar acumulada en el Sol

El sol podría ser una red de materia oscura, sugiere un nuevo estudio. Si la materia oscura pasa por tomar una forma específica determinada, podría acumularse en nuestra estrella más cercana y alterar cómo el calor se mueve en su interior, de manera que sea observable desde la Tierra. 

La materia oscura es ese algo misterioso que constituye alrededor del 83 por ciento de la materia del universo, pero no interactúa con las fuerzas electromagnéticas. Aunque el universo contiene cinco veces más materia oscura que materia normal, la materia oscura es completamente invisible tanto a los ojos humanos como a toda clase de telescopio que se haya desarrollado. Los físicos sólo saben que está ahí por su efecto gravitatorio sobre la materia normal. La materia oscura mantiene a las galaxias girando rápidamente sin separarse y es responsable de gran parte de la estructura a gran escala del universo.

Los actuales detectores de materia oscura están buscando WIMPs, o partículas masivas de interacción débil, que unicamente se conectan con la fuerza nuclear débil y la gravedad. Basado en las teorías más aceptadas, la mayoría de los experimentos se ajustan para buscar una partícula unas 100 veces más masivas que un protón. El principal sospechoso es también su propia antipartícula: Cada vez que un WIMP se encuentra con otra WIMP, se aniquilan entre sí.

"Esto es algo que siempre me ha intrigado", dijo el físico de astropartículas Subir Sarkar de la Universidad de Oxford. Si en el Big Bang se crearon iguales cantidades de materia y antimateria, las partículas deberían haberse fulminado por completo las unas a las otras. "Obviamente no fue así, y estamos aquí para atestiguarlo", comentó. "Así que algo ha creado una asimetría de materia sobre la antimateria," dejando sobrevivir un poco de materia, después que la antimateria desapareciera.

Lo que hizo que la materia ordinaria ganara a la antimateria pudo haber funcionado igualmente sobre la materia oscura, sugiere Sarkar. Si la materia oscura evolucionó de manera similar a la materia ordinaria, podría ser mucho más ligera de lo que se espera en los experimentos actuales, de unas 5 veces la masa de un protón. No deja de ser una cifra sugerente, dice Sarkar.

"Si fuera cinco veces más pesado, abundaría cinco veces más. Eso es la materia oscura ", dijo. "Esta es, en mi opinión, la explicación más simple para la materia oscura"

El problema es que, estas partículas de luz son mucho más difíciles de detectar con los experimentos que están en marcha. En un artículo de 2 de julio en Physical Review Letters, Sarkar y su colega de Oxford, Mads Frandsen, sugieren otra forma de encontrar la materia oscura de luz: Mirar al sol.

Dado que las ligeras partículas de materia oscura no se eliminan entre sí cuando se encuentran, el sol podría estar acumulando toda esta lluvia de partículas.

"El sol ha estado girando alrededor de la galaxia durante 5 millones de años, barriendo toda esta materia oscura allá por donde iba", Sarkar apuntó.

Esta acumulación de materia oscura podría resolver un problema acuciante de la física solar, denominado el problema de composición solar. Las sensibles observaciones de las ondas en la superficie del Sol, han revelado que el sol tiene más fácil el transporte de calor desde su interior a la superficie de lo que predicen los modelos estándar.

Las partículas de materia oscura que sólo interactúan entre sí pueden estar marcando la diferencia. Los fotones y las partículas de materia ordinaria rebotan entre sí, en su camino desde el interior del Sol a su superficie, por lo que a la luz y al calor les puede llevar miles de millones de años escapar. Pero dado que las partículas de materia oscura ignoran toda la materia normal dentro del sol, tienen menos conflictos y puede transportar calor más eficientemente.

"Cuando hacemos el cálculo, para nuestra sorpresa, resulta que esto es cierto", señaló Sarkar. "El transporte de calor es suficiente para resolver el problema de la composición solar."

A continuación, Sarkar y Frandsen calcularon cómo un montante total de materia oscura podría afectar al número de neutrinos que emite el Sol. Hallaron que el flujo de neutrinos cambiaría en un pequeño porcentaje. Esto no es mucho, dijo Sarkar, pero es lo suficiente para ser detectados por dos distintos experimentos de neutrinos, uno en Italia llamado Borexino y otro en Canadá, llamado SNO+, que están a punto de ponerse en marcha.

"Es una idea especulativa, pero puede ser verificable", agregó Sarkar. "Y las herramientas para probarlo están viniendo a mano muy rápido. No tenemos que esperar 20 años." La idea de que la materia oscura ligera influencia al sol "no es demasiado forzada, en mi opinión", señaló el físico Dan Hooper del Fermilab en Illinois. "Sólo hay que mirar su número, y son bastente plausibles."

Los detectores de materia oscura dan algunos desconcertantes resultados, que sugieren que estas partículas ligeras ya podría haberse detectado. A principios de este año, un disco germanio en una mina en Minnesota llamado Coherent Germanium Neutrino Technology (CoGeNT), detectó la señal de una partícula alrededor de unas 7 veces la masa de un protón, aunque no estamos seguros aún si se trata de materia oscura. Otro detector en Italia, el DAMA ha informado de resultados similares.

"Existen evidencias cada vez más convincentes de esta acumulación”, de que la materia oscura es sólo un par de veces más masiva que un protón, explicó Hooper. "Aún falta comprobación, pero si realmente se trata de esto, tal vez el próximo año podemos saberlo.”

- Actualización: la materia ordinaria representa un 5% de la densidad de la energía del universo, y la materia oscura constituye el 25% (cinco veces más que la materia ordinaria). El 70% restante es energía oscura.

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