Reinterpretando la materia oscura

(a) Esta figura muestra que una comparativa de la distribución de la materia es muy parecida a gran escala entre la materia oscura de onda objeto de esta investigación y la partícula de materia oscura habitual. (b) Esta figura muestra que en las galaxias la estructura es muy diferente en la interpretación de la onda que se lleva a cabo en esta investigación, en la que se predice el solitón de materia oscura en el centro rodeado por un extenso halo de materia oscura en forma de grandes "granos", que son ondas de densidad lentamente fluctuantes. Esto conduce a muchas predicciones y resuelve el problema de los núcleos desconcertantes en las galaxias más pequeñas.

Tom Broadhurst, investigador Ikerbasque en el Departamento de Física Teórica de la UPV/EHU, ha participado junto a científicos de la Universidad Nacional de Taiwan en una investigación que profundiza en la materia oscura fría y propone nuevas respuestas sobre la formación de galaxias y la estructura en el Universo. Estas predicciones, publicadas hoy en la prestigiosa revista Nature Physics, están siendo contrastadas con nuevos datos aportados por el telescopio espacial Hubble.

En cosmología, la materia oscura fría es una forma de materia cuyas partículas se mueven lentamente en comparación con la luz e interaccionan de un modo débil con la radiación electromagnética. Se estima que solo una pequeña fracción de la materia en el Universo es materia bariónica, la que forma estrellas, planetas y organismos vivientes. El resto, más de un 80%, es materia y energía oscura.

Tal y como explica el investigador Ikerbasque, "hemos reinterpretado la materia oscura fría como un condensado de Bose-Einstein, guiados por las primeras simulaciones de la formación de galaxias en este contexto". De este modo, "los bosones muy ligeros que forman el condensado comparten la misma función de onda cuántica, de manera que se forman en escalas astronómicas patrones de interferencia en forma de onda a gran escala."


Esta tesis sirve para plantear que todas las galaxias en este contexto deberían tener en su centro grandes ondas estacionarias de la materia oscura, llamada solitones, que explicarían los núcleos desconcertantes observados en galaxias enanas comunes.

La investigación también permite predecir que las galaxias se forman relativamente tarde en este contexto en comparación con la interpretación de partículas estándar de la materia oscura fría. Estas nuevas predicciones están siendo contrastadas por el equipo con observaciones del telescopio espacial Hubble.

Los resultados son muy prometedores, ya que abren la posibilidad de que la materia oscura pueda ser considerada como un fluido cuántico muy frío que rige la formación de la estructura a lo largo de todo el Universo.