Nota del editor: Don Lincoln es investigador senior del Laboratorio Nacional del Acelerador Fermi y autor del libro The Large Hadron Collider: The Extraordinary Story of the Higgs Boson and Other Stuff That Will Blow Your Mind. También produce una serie de videos de divulgación científica. Las opiniones en esta columna pertenecen exclusivamente al autor.
(CNN) — Según un estudio reciente, la Tierra está justo en la mira de un huracán cósmico. Un enjambre de casi cien estrellas acompañadas de una cantidad de materia oscura aún mayor, está apuntando directamente a nuestro barrio estelar y no hay nada que podamos hacer para evitarlo. Esto suena a una película taquillera de verano, protagonizada por The Rock y Chris Pratt o tal vez por Scarlett Johansson y Charlize Theron.
Solo que esto es real, pero ¿representa algún peligro? No en realidad, para nada; sin embargo, es potencial e increíblemente fascinante y habrá muchas interconexiones científicas interesantes. Entonces ¿qué es realmente lo que está pasando?
La historia comenzó en abril pasado cuando el satélite Gaia anunció la ubicación y la trayectoria de 2,000 millones d estrellas en las cercanías de la Vía Láctea. Los datos se volvieron del dominio público.
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Luego, los científicos pudieron analizar los datos para ver si podían encontrar algo peculiar. En galaxias como la Vía Láctea, lo más común es que las estrellas orbiten el centro de la galaxia de forma muy similar a los planetas que orbitan nuestro sol, pero algunas estrellas tienen un movimiento inusual.
Hace más o menos un año, los astrónomos identificaron unos "flujos estelares" que pasan a través de nuestro barrio celeste. Uno de ellos llamado S1 (flujo 1 por sus siglas en inglés) que consiste en casi cien estrellas de antigüedad y composición similares que orbitan la Vía Láctea en una dirección opuesta a la de las estrellas normales. Es como un puñado de autos que circulan en sentido contrario en la carretera, solo que con una distancia mucho mayor entre ellas y sin posibilidades de que choquen.
Estas estrellas están a varios miles de años luz unas de otras y pasarán por las cercanías de nuestro sistema solar a lo largo de unos cuantos millones de años.
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Los astrónomos identificaron que el S1 es parte de los restos de una galaxia enana que chocó con la Vía Láctea y se consumió en un episodio épico de canibalismo cósmico. Las galaxias enanas son muy pequeñas y usualmente tienen una masa de alrededor del 1% de la de la Vía Láctea. Pueden orbitar galaxias más grandes y chocar con ellas, sumándoles su masa. Al parecer esto fue lo que pasó con la S1, aunque es probable que el proceso se haya dado a lo largo de 1,000 millones de años.
Las galaxias enanas suelen tener una fracción desproporcionadamente grande de materia oscura. La materia oscura es una forma de materia hipotética y aún no descubierta que interactúa únicamente en el plano gravitacional. Los científicos han propuesto que existe porque así se explicarían muchos misterios astronómicos, como la observación de que la mayoría de las galaxias rota más rápido de lo que pueden explicar las leyes conocidas de la física y las estrellas y los gases de los que se componen.
Aunque todavía no se ha observado la materia oscura, hacer hipótesis sobre su existencia es la explicación más simple y más económica para miles de misterios astronómicos. Se cree que la materia oscura está esparcida en todo el universo y que es cinco veces más abundante que la masa ordinaria de las estrellas, los gases y los planetas.
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En las galaxias enanas, la fracción de materia oscura suele ser mayor. Los investigadores estiman que en Fornax, una galaxia enana muy estudiada que orbita la Vía Láctea, la materia oscura es entre diez y cien veces mayor que la masa de sus estrellas.
Si esa proporción se repite en S1 la materia oscura del flujo S1 pasará por la Tierra a una velocidad mucho mayor que la de la materia oscura ordinaria que orbita la Vía Láctea, más o menos dos veces más rápido. Se cree que la materia oscura de S1 está volando por el Sistema Solar a una velocidad de unos 550 kilómetros por segundo. Aunque estas cifras son impresionantes son engañosas. Si la materia oscura existe es extremadamente difusa y no tendrá efectos discernibles en el Sistema Solar.
Como todavía no hemos observado la materia oscura estas velocidades son pura especulación, aunque están respaldadas por una gran cantidad de pruebas; sin embargo, la posibilidad de que la materia oscura de alta velocidad pase por la Tierra representa una oportunidad para detectarla.
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En un estudio que se publicó en el prestigioso boletín científico Physical Review D el investigador Ciaran O'Hare y sus colaboradores calcularon las posibilidades de descubrir la materia oscura con detectores de materia oscura propuestos y existentes. Consideraron dos variedades de partículas de materia oscura: una muy pesada, llamada WIMP (partícula masiva de interacción débil, por sus siglas en inglés), y una muy ligera llamada axión. Como se desconoce la naturaleza de la materia oscura es importante estar abierto a todas las posibilidades.
Determinaron que los detectores que evaluaron podrían servir para detectar WIMP de ciertos rangos de masa de partículas; sin embargo, cuando analizaron la posibilidad de detectar axiones, las probabilidades parecían mejores. Como la masa de los axiones es ligera, y por la forma en la que un axión podría interactuar con el detector, el aparato simplemente tiene más oportunidad de detectarlos (si los axiones existen, desde luego).
Los experimentos como ADMX , MADMAX y ABRACADABRA pueden o podrán buscar las huellas de la materia oscura propuestas en el estudio reciente. Estos experimentos consisten en tecnologías diseñadas para interactuar con los axiones en un campo magnético intenso y convertirlas en microondas u ondas de radio ordinarias que pueden detectarse fácilmente.
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Hay que recordar que el flujo S1 no representa una amenaza creíble para la Tierra y la humanidad. No es necesario que un héroe de acción nos salve; sin embargo, la sinergia científica es asombrosa. El catálogo minucioso de estrellas cercanas ha abierto la posibilidad de que sea más fácil encontrar e identificar la materia oscura, que es uno de los grandes misterios sin resolver de la física moderna. Vivimos en una época asombrosa, en la que podemos estudiar esta clase de cosas.
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