¿Y si en centro de nuestra galaxia no hay un agujero negro?

Una bola esponjosa de materia oscura en el centro galáctico podría ser la respuesta a algunas anomalías entorno al supuesto agujero negro Sagitario A.

07 junio 2021

En el centro de nuestra galaxia hay 'algo' oscuro llamado Sagitario A. Hasta la fecha, la comunidad científica ha trabajado con la idea de que se trata de un agujero negro masivo, pero un equipo de investigadores del Centro Internacional de Astrofísica Relativista en Italia ha encontrado pruebas que sugieren que Sagitario A * se trata en realidad de una masa de materia oscura. 

En su artículo publicado en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters , el grupo describe la evidencia que encontraron y cómo ha resistido las pruebas:

Durante varios años, la comunidad científica ha estado de acuerdo en que hay una masa en el centro de la Vía Láctea y que la masa es un agujero negro supermasivo, que se ha denominado Sagitario A *. Sin embargo, dado que un agujero negro no emite ninguna luz propia y por tanto no puede verse, su presencia nunca se ha verificado directamente, sino que se ha deducido al observar el comportamiento de los cuerpos a su alrededor. Por ejemplo, infieren su existencia observando los movimientos de un cúmulo de estrellas conocidas como estrellas S. Las estrellas S orbitan alrededor de un objeto central oculto e invisible, y al trazar sus órbitas a lo largo de los años, los astrónomos pueden deducir la masa y el tamaño de ese objeto central.

El candidato más probable para ese objeto central oculto es, por supuesto, un agujero negro, con una masa estimada de más de 4 millones de veces la del sol. Pero las estrellas S no son lo único que se encuentra en nuestro centro galáctico. Cúmulos de gas también acechan por allí, y uno en particular, llamado G2, llamó la atención de los científicos.

En 2014, los astrofísicos se enfrentaron a un problema que no podían explicar: una nube de gas llamada G2 se movió a una posición lo suficientemente cerca de Sagitario A * como para haber sido destruida y arrastrada por el agujero negro. En cambio, la nube de gas continuó su camino, ilesa. Los agujeros negros son grandes devoradores, por lo que el hecho de que la gravedad ignorara al transeúnte gaseoso fue más que sorprendente.

Una bola esponjosa de materia oscura

La explicación más plausible para la supervivencia de G2 es que es algo más que una simple nube de gas. ¿Quizás tiene una superpotencia oculta? Una estrella o dos podrían estar escondidas dentro de la nube, y la gravedad de esa estrella mantuvo intacta toda la estructura durante su paso cerca del agujero negro.

Pero hay otra explicación más radical: quizás, el agujero negro supermasivo no es realmente un agujero negro. Quizás, es un cúmulo borroso de materia oscura.

agujero negro g2Ilustración de G2 pasando al lado del centro oscuro de nuestra galaxia/ Crédito: ESO/ M. Kornmesser

La materia oscura es el nombre que los astrónomos dan a una sustancia invisible que constituye más del 80% de la masa del universo. No parece interactuar con la luz, no brilla, ni absorbe, refleja ni refracta la luz, por lo que permanece invisible para nosotros. Pero da a conocer su presencia a través de su gravedad. 

Esta otra teoría para la identidad de la materia oscura sugiere que está hecha de una partícula exótica, previamente desconocida, llamada "darkinos". El darkino es un tipo de partícula conocida como fermión. Los electrones, protones, quarks y neutrinos también son fermiones, cuya característica definitoria central es que no pueden compartir el mismo estado, explica la revista Live Science. Estas estas partículas de materia oscura se concentrarían en el núcleo de una galaxia solo hasta cierto punto. Esto significaría que en lugar de un agujero negro supermasivo, con un borde claramente definido en el horizonte de eventos, hay una bola gigantesca de darkinos densamente empaquetados. El borde de esta bola oscura sería bastante difuso: como los asistentes a una fiesta esperando en la fila fuera de la discoteca, no todos pueden unirse a la pista en el mismo centro, añade la publicación especializada.

Los investigadores del Centro Internacional de Astrofísica Relativista de Italia sugieren que este otro tipo de masa podría producir las mismas reacciones por parte de otros cuerpos que un agujero negro y esto, de hecho, podría ayudar a explicar algunas anomalías que se han visto entorno a sagitario A *. Para llegar a esta conclusión, crearon una simulación de la Vía Láctea, donde Sagitario A * fue reemplazado por una bola de materia oscura y luego la dejaron seguir su curso para ver qué pasaría. Al hacerlo, descubrieron que podrían replicar todo el movimiento observado de las estrellas S. En algunos casos, su modelo podría funcionar incluso mejor que los cálculos del agujero negro para igualar las órbitas observadas.

Además, dado que la bola gigante de darkinos sería borrosa, las fuerzas gravitacionales en el centro de la galaxia serían un poco más suaves, lo que permitiría que las nubes de gas como G2 sobrevivieran en sus órbitas.

La prueba clave vendrá con futuras observaciones. Si la materia oscura está formada por darkinos, entonces un modelo que describa con éxito lo que está sucediendo en el centro galáctico también debería replicar toda la variedad de observaciones de materia oscura en todo el universo. Eso incluiría explicar por qué las galaxias giran más rápido de lo que deberían para sus masas conocidas.

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