La materia oscura sigue siendo en gran parte misteriosa, pero los astrofísicos siguen intentando descifrar ese misterio. El descubrimiento del año pasado de ondas de gravedad por el Observatorio de ondas gravitacionales con interferómetro láser (LIGO) puede haber abierto una nueva ventana al misterio de la materia oscura. Ingrese lo que se conoce como "agujeros negros primordiales".
Los teóricos han predicho la existencia de partículas llamadas partículas masivas que interactúan débilmente (WIMPS). Estos WIMP podrían ser de lo que está hecha la materia oscura. Pero el problema es que no hay evidencia experimental que lo respalde. El misterio de la materia oscura sigue siendo un archivo de caso abierto.
Cuando LIGO detectó ondas gravitacionales el año pasado, renovó el interés en otra teoría que intentaba explicar la materia oscura. Esa teoría dice que la materia oscura podría tener la forma de agujeros negros primordiales (PBH), no los WIMPS antes mencionados.
Los agujeros negros primordiales son diferentes a los agujeros negros en los que probablemente estés pensando. Esos se llaman agujeros negros estelares, y se forman cuando una estrella lo suficientemente grande se derrumba sobre sí misma al final de su vida. El tamaño de estos agujeros negros estelares está limitado por el tamaño y la evolución de las estrellas a partir de las cuales se forman.
A diferencia de los agujeros negros estelares, los agujeros negros primordiales se originaron en fluctuaciones de materia de alta densidad durante los primeros momentos del Universo. Pueden ser mucho más grandes o más pequeños que los agujeros negros estelares. Los PBH pueden ser tan pequeños como los asteroides o tan grandes como 30 masas solares, incluso más grandes. También podrían ser más abundantes, ya que no requieren una gran masa de estrellas para formarse.
Cuando dos de estos PBH más grandes que unas 30 masas solares se fusionan, crearían las ondas gravitacionales detectadas por LIGO. La teoría dice que estos agujeros negros primordiales se encontrarían en los halos de las galaxias.
Si hay suficientes de estos PBH de tamaño intermedio en halos galácticos, tendrían un efecto sobre la luz de los quásares distantes a medida que pasa a través del halo. Este efecto se llama "micro-lente". La micro lente concentraría la luz y haría que los cuásares parecieran más brillantes.
El efecto de esta microlente sería más fuerte cuanto más masa tenga un PBH, o más abundantes sean los PBH en el halo galáctico. No podemos ver los agujeros negros en sí, por supuesto, pero podemos ver el aumento del brillo de los cuásares.
Trabajando con esta suposición, un equipo de astrónomos del Instituto de Astrofísica de Canarias examinó el efecto del microlente en los quásares para estimar el número de agujeros negros primordiales de masa intermedia en las galaxias.
"Los agujeros negros cuya fusión fue detectada por LIGO probablemente se formaron por el colapso de las estrellas, y no fueron agujeros negros primordiales". -Evencio Mediavilla
El estudio analizó 24 cuásares con lentes gravitacionales, y los resultados muestran que son las estrellas normales como nuestro Sol las que causan el efecto de micro lentes en los quásares distantes. Eso descarta la existencia de una gran población de PBH en el halo galáctico. "Este estudio implica", dice Evencio Mediavilla, "que no es del todo probable que los agujeros negros con masas entre 10 y 100 veces la masa del Sol constituyan una fracción significativa de la materia oscura". Por esa razón, los agujeros negros cuya fusión fue detectada por LIGO probablemente se formaron por el colapso de las estrellas, y no fueron agujeros negros primordiales ”.
Dependiendo de su perspectiva, eso responde algunas de nuestras preguntas sobre la materia oscura o solo profundiza el misterio.
Es posible que tengamos que esperar mucho tiempo antes de saber exactamente qué es la materia oscura. Pero los nuevos telescopios que se están construyendo en todo el mundo, como el Telescopio extremadamente grande europeo, el Telescopio gigante de Magallanes y el Telescopio de estudio sinóptico grande, prometen profundizar nuestra comprensión de cómo se comporta la materia oscura y cómo da forma al Universo.
Es solo cuestión de tiempo antes de que se resuelva el misterio de la materia oscura.
