El Astrónomo Errante

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La materia oscura se mantiene unida por "atractores"

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El universo se compone de una gran cantidad de materia invisible - la materia oscura. No sabemos lo que es, pero sabemos que está ahí y que sin materia oscura no habría galaxias, estrellas y, por lo tanto, tampoco habría planetas ni vida tal y como la conocemos.

El universo está lleno de grandes estructuras en forma de esferas que están dominadas por materia oscura , denominadas halos. Estudios recientes muestran que estos halos de materia oscura tienen atractores que conservan su forma. Los resultados se publican en Astrophysical Journal Letters.

En los cúmulos de galaxias se puede observar la ordinaria emisión de rayos X del gas caliente. De aquí se puede determinar que la materia oscura es más densa en la parte interior y que poco a poco se diluye en las partes externas del halo. Los investigadores tienen puestas sus esperanzas en poder detectar estos atractores a través de mediciones precisas tomadas del gas caliente común.

"No entendemos muy bien las características de estos halos. Las partículas de la materia oscura sólo sienten la atracción de la gravedad por lo que debería ser fácil averiguar, por ejemplo, cómo cambia su densidad desde la parte más interna del halo a la más externa. Pero hasta ahora, nadie entiende por qué la temperatura y la densidad de la materia oscura presentan las características que observamos",explica el astrofísico Steen Hansen, del Centro de Cosmología Oscura en el Instituto Niels Bohr de la Universidad de Copenhague.

Además, no se sabe si hay una razón fundamentada para la simple estructura de densidad y temperatura que muestran los halos que se observan, o simplemente, si su forma está determinada por las colisiones y los dramáticos acontecimientos a los que han sido expuestos en la historia del universo, casi al azar.

La figura muestra que la densidad de la materia oscura es mayor en la parte central y que decrece conforme avanzamos hacia la superficie.

Características de las estrellas.

Los astrónomos pueden medir la temperatura superficial y la luminosidad de las estrellas. Casi todas se encuentran en el proceso de quemar hidrógeno en la secuencia principal. Esta uniformidad es un atractor de partículas luminosas ordinarias porque siempre existe un equilibrio único entre la presión de la radiación y la gravedad,mientras los átomos de hidrógeno se fusionen para formar helio.

Si tomamos una estrella de la secuencia principal y la "golpeamos" para por ejemplo, forzarla a brillar por un periodo más corto de tiempo de lo que el atractor de la secuencia principal dice que debe brillar, entonces la estrella se precipitará de nuevo hacia la secuencia principal. Por ello, se denomina atractor, estando esta característica presente en todos los atractores de la naturaleza. Por ejemplo, un péndulo es guiado por un atractor periódico en oscilaciones periódicas.

La materia oscura se comporta también con estas características.

Como las partículas de la materia oscura no sufren la presión de la radiación, sólo la de la gravedad, antes nos era totalmente desconocido saber si podían tener un atractor similar, y por lo tanto, no podíamos saber si todos los halos de materia oscura presentaban características similares.

Pero simulando informáticamente las estructuras de la materia oscura, se comprueba que la figura que obtenemos de la densidad de la materia oscura es más grande en la parte interior y va disminuyendo lentamente a medida que se avanza hacia la superficie. Con esto podemos concluir que los halos de materia oscura tiene un atractor, es decir, se ha encontrado una relación muy especial entre el estado de la temperatura y de la densidad de la materia oscura de la parte interior del halo con respecto a la parte exterior.

Los investigadores crearon modelos informáticos con una amplia gama de diferentes halos de materia oscura, y todos se encontraban en perfecto equilibrio. Después modificaron las características de estos halos, alterando la energía en torno a ellos. Pero a diferencia de las estrellas que volvían a la secuencia principal, los halos de materia oscura cambiaban su estado de la misma forma uniforme que la variación introducida.

Cuando una estrella agota su fuente de hidrógeno y se aleja de la secuencia principal, deja su atractor. Ya que los halos no presentan indicios de ninguna radiación que emita su materia, los científicos creen que se mantendrán en su atractor para siempre.

Más información en el enlace.


 
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