Un equipo de astrofísicos teóricos ha estudiado en detalle una forma hipotética de materia oscura que se combina para formar átomos oscuros. Descubrieron que la existencia de átomos oscuros puede afectar drásticamente la evolución de las galaxias.
No entendemos la gran mayoría de la materia del universo. Lo llamamos materia oscura, pero eso es lo mejor que tenemos. Hasta donde sabemos, la materia oscura está compuesta por algún nuevo tipo de partícula actualmente desconocida para la física moderna. Cualquiera que sea la partícula, no interactúa con la luz y no interactúa con la materia normal excepto a través de la fuerza gravitacional.
Dada nuestra falta de comprensión de esta sustancia misteriosa, tenemos mucho espacio para jugar en nuestros modelos teóricos. Algunos de estos modelos sugieren que la materia oscura no está compuesta por una sola especie de partícula que inunda el universo. En cambio, puede estar compuesto de diferentes tipos de partículas. También puede haber nuevas fuerzas de la naturaleza, más allá de las cuatro con las que estamos familiarizados, que operan solo entre las partículas de materia oscura.
En esta imagen, los diversos componentes de la materia oscura pueden juntarse para formar átomos oscuros e incluso moléculas y estructuras más complejas. Lo que es más importante, en estos modelos, la materia oscura puede agruparse muy estrechamente. Un equipo de investigadores utilizó este hecho para explorar las consecuencias observacionales de estos modelos de átomos oscuros utilizando simulaciones de la evolución de las galaxias.
Descubrieron que la materia oscura atómica puede agruparse muy rápidamente, forzando la formación de un «disco de sombra» para acompañar al disco de estrellas en la galaxia típica. A partir de ahí, los átomos oscuros continúan agrupándose, formando el equivalente de estrellas oscuras y agujeros negros oscuros. Incluso puede hundirse rápidamente en el núcleo de la galaxia, aumentando rápidamente la densidad allí.
Todos estos efectos de la materia oscura atómica serían invisibles a escalas cosmológicas. Pero afectarían drásticamente la evolución de las estrellas dentro de la galaxia. Las estrellas se forman a partir del colapso del material, y cualquier influencia gravitacional puede afectar la trayectoria de formación estelar.
Los investigadores encontraron diferencias en las tasas de formación de estrellas y la población y distribución de estrellas en una galaxia que incluye átomos oscuros frente a una galaxia que solo incluye un componente de materia oscura. Los investigadores esperan que estos resultados sean útiles para precisar aún más esta misteriosa sustancia que domina nuestro universo.
