Un «huracán» de materia oscura se dirige hacia la Tierra a toda velocidad
Puede ser la ocasión que estábamos esperando para cazar, por fin, a lamateria oscura. Y es que un auténtico «huracán» de este esquivo tipo de materia, que hoy solo podemos detectar gracias a su gravedad, se está dirigiendo a toda velocidad hacia nosotros. El increíble hallazgo, llevado a cabo por Ciaran O´Hare, de la Universidad de Zaragoza, se acaba de publicar en Physical Review D.
Según la investigación, todo nuestro Sistema Solar está a punto de «hundirse» en los restos de una antigua galaxia, devorada hace mucho por la Vía Láctea. Y sabemos que todas las galaxias están rodeadas de materia oscura. Por ejemplo, cuando el Sol y sus planetas se mueven alrededor de nuestra Vía Láctea, todo nuestro sistema viaja a través del halo de materia oscura a una velocidad de 230 km/s. La materia oscura, por lo tanto, nos aparece como un «viento» de alta velocidad.
Pero el año pasado, el satélite europeo Gaia midió los movimientos de una serie de estrellas cercanas, y al hacerlo detectó una «corriente» previamente desconocida, que recibió el nombre de S1. Los cálculos posteriores apuntaron a que se trataba de los restos de una pequeña galaxia enana, canibalizada por la Vía Láctea largo tiempo atrás.
10.000 millones de masas solares, rumbo al Sol
Cuando toda esa materia oscura nos alcance, golpeará al Sol, y a cualquier detector de materia oscura de la Tierra, a velocidades superiores a los 500 kilómetros por segundo (km/s), el doble de rápido que el viento «estandar» de materia oscura de nuestra galaxia. O´Hare y sus colegas lo han denominado «huracán de materia oscura» y, en su opinión, supone una ocasión de oro ara detectarla que no podemos permitirnos el lujo de perder.
A partir de este punto, el estudio trata de predecir cómo este inesperado «vendaval oscuro» podría afectar a los diferentes experimentos de detección directa de materia oscura, que se centran en varios tipos de posibles partículas.
Una de las más candidatas más populares es una partícula masiva de interacción debil (WIMP) cuya masa oscilaría entre unas pocas y cientos de veces la masa del protón, y que al chocar con otros átomos produciría un retroceso nuclear visible en el detector. Varios de estos detectores, a base de xenón líquido y cristales de yoduro de sodio, esperan actualmente (hasta ahora en vano) poder detectar por primera vez una partícula de materia oscura.
Para realizar sus predicciones, O´Hare y sus colegas se centraron en uno de los experimentos más recientes, el LZ, ubicado en la Instalación de Investigación Subterránea de Sanford, en Dakota del Sur. Y hallaron que la «corriente» podría detectarse por encima del viento estandar si ésta constituyera el 10% de la materia oscura «local» y si las partículas que la forman tuvieran entre cinco y 25 veces la masa del protón.
De este modo, escriben los autores, a medida que la corriente S1 golpeara el Sistema Solar, su estructura contrarrotativa aumentaría dramáticamente la cantidad de materia oscura que parece provenir del cielo en forma de «viento estándar». De hecho, toda esa materia extra debería producir una estructura similar a un «anillo revelador» alrededor de ese viento, algo que los detectores direccionales de materia oscura podrían detectar muy fácilmente.
Por otra parte, si resultara que las partículas de materia oscura no fueran WIMPS, sino axiones, los signos del «huracán» serían aún más evidentes. Los axiones, que en los últimos años están ganando cada vez más partidarios entre la comunidad científica, serían partículas exóticas extremadamente ligeras, capaces de convertirse en fotones en presencia de campos magnéticos intensos.
En definitiva, y sea cual sea el tipo de partícula que resulte ser el componente fundamental de la materia oscura, la corriente S1 brinda una oportunidad sin precedentes para detectarla. O´Hare y sus colegas creen que el «huracán» que se acerca aumentará «sustancialmente» las perspectivas de detección de materia oscura. Si tiene razón, se podrá resolver uno de las misterios más difíciles y complejos del Universo.