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Materia oscura más repelente que nunca

Si los humanos tuviéramos que dar las gracias por todos los sucesos desconocidos a los que le debemos la vida no sabríamos por dónde empezar. Está el misterio de cómo un mono erguido y debilucho consiguió apoderarse de la Tierra, la incógnita de cómo se formó el ADN autoreplicante que da la vida, la aparición de un planeta con agua y atmósfera que nos protege de una aniquilación casi instantánea…

Mucho antes que todo esto, cuando el universo aún era joven, una sustancia totalmente desconocida comenzó a arropar a la materia convencional, la que compone el polvo, las rocas y las estrellas. Los físicos la llaman materia oscura porque no emite luz y por tanto no pueden verla ni con el mayor telescopio del mundo. Sí saben que es cinco veces más abundante que la materia corriente y que todas las galaxias existen dentro de un gran cúmulo de materia oscura que las mantiene unidas con su empuje gravitatorio y evita que se desmenucen en el espacio. Una cosa más está clara: todos deberíamos dar las gracias por la materia oscura.

“La vida no sería posible sin materia oscura, es como el pegamento que hace las galaxias habitables”, resume Richard Massey, físico y matemático de la Universidad de Durham, en Reino Unido. Massey publica, junto a otros 21 científicos de varios países, un estudio que sugiere que la materia oscura no es tan oscura después de todo. Su trabajo ha seguido de cerca el choque de cuatro galaxias en una región del universo que está a 1.300 millones de años luz. En una de ellas, el cúmulo de materia oscura que la envolvía ha salido misteriosamente despedido tras el choque y ha quedado rezagado unos 5.000 años luz. Hasta ahora se pensaba que la materia oscura solo interactúa con la materia a través de la fuerza de la gravedad y nunca se había observado que reaccione consigo misma generando repulsión, como harían dos partículas con la misma carga al encontrarse.

Las cortinas de la ducha

“Esta es la primera vez que alguien ha hecho una media tan precisa de dónde va a parar la materia oscura después de un choque así”, detalla Massey. Su trabajo, publicado ayer en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, ha usado observaciones del telescopio espacial Hubble y el Telescopio Muy Grande de Chile. Con ellos han podido calcular la situación de la materia oscura gracias a que la colisión ha sucedido justo delante de otra galaxia más lejana. Su luz de fondo se ve afectada por la fuerza gravitatoria de la materia oscura y permite calcular su situación. “Es como cuando vemos la silueta de una persona detrás de las cortinas de la ducha si en el fondo hay una ventana por la que entra el sol”, ilustra Massey. Su equipo concluye que sus observaciones aportan las primeras evidencias de que la materia oscura no solo responde a las leyes de la gravedad, sino también a otras desconocidas, aunque no del todo sorprendentes. “Hay muchas teorías que mantienen que la materia oscura debería hacer este tipo de cosas”, explica el físico. Entre ellas está la supersimetría, que predice que cada partícula de materia conocida tiene una gemela supersimétrica desconocida. Entre esas partículas estaría la materia oscura. “Probablemente las partículas de materia oscura interactúen entre sí y se repelan como hacen dos electrones, pero con mucha menos fuerza”. Su equipo ha simulado el choque entre galaxias con un superordenador en busca de otro fenómeno alternativo que pueda explicar el desgajamiento de la materia oscura de su galaxia. “Aún no lo hemos encontrado”, reconoce Massey.

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Estudios anteriores habían observado choques similares y en todos ellos la materia oscura acababa justo donde debería estar, con su galaxia. De hecho, este mismo año Massey y su equipo publicaron un estudio en el que observaban que la materia oscura parece más pasiva incluso de lo que se pensaba cuando suceden choques entre agrupaciones compuestas de miles de galaxias. Ahora aprecian justo lo contrario cuando se estudian choques al nivel de galaxias individuales. Para estar seguros de sus resultados, el equipo quiere usar el Hubble y el VLT para volver a observar la agrupación de galaxias Abell 3827 y comprobar si ha sucedido lo mismo en las otras tres que también chocaron. Más allá, habrá que esperar a que haya una alineación entre galaxias tan precisa como la que ellos encontraron, algo que no será fácil, según Massey. “El telescopio espacial Hubble cumple ahora 25 años y en todo ese tiempo solo hemos podido ver uno de estos alineamientos”.

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Imagen del cúmulo de galaxias Abell 3827 tomada por el ‘Hubble’. / ESO/R. MASSEY

Luis Álvarez-Gaumé, físico teórico del CERN, aporta una opinión independiente sobre el estudio. «Está claro que sabemos muy poco sobre la materia oscura, pero muchos de los candidatos que aparecen en bastantes teorías tienen interacciones débiles que pueden dar lugar a fenómenos astrofísicos interesantes», señala. En el estudio, los autores «ponen una cota sobre la intensidad de las interacciones dentro de la materia oscura», lo que puede ser «interesante», opina. Ahora, queda comprobar si lo observado se repite en otros rincones del cosmos o cuando el mayor acelerador de partículas del mundo, el LHC, comience a dar nuevos resultados científicos.