Astrofísica
En los inicios del cosmos, las interacciones entre la materia oscura habrían creado “estrellas oscuras”
Pablo Javier Piacente
Las primeras estrellas no se alimentaron de la fusión nuclear, sino de la aniquilación de la materia oscura en sus núcleos: denominadas "estrellas oscuras" por los investigadores, estas protoestrellas primarias habrían surgido gracias a la colisión entre las partículas de materia oscura en el Universo primitivo.
En un nuevo estudio publicado recientemente en arXiv, un grupo de astrónomos sugiere que las primeras estrellas se crearon a partir de la autointeracción entre la materia oscura presente en los momentos iniciales del cosmos, y no a través de procesos de fusión nuclear. De confirmarse esta teoría, las llamadas “estrellas oscuras” permitirían verificar que la materia oscura habría tenido un papel más activo en los comienzos del Universo del que tiene actualmente.
FUSIÓN NUCLEAR Y MATERIA OSCURA
La enorme energía luminosa de las estrellas proviene de procesos de fusión nuclear en los núcleos que las componen, según los científicos. Estas reacciones nucleares que se desarrollan en las estrellas son responsables de la producción de elementos químicos vitales en el Universo, que se comenzaron a producir desde sus orígenes durante el Big Bang, como por ejemplo el hidrógeno, el helio o el litio.
Al mismo tiempo, aunque se cree que la materia oscura compone aproximadamente el 95% de la materia existente en el cosmos y que no es energía oscura, materia bariónica ni neutrinos, por el momento se le asigna un papel pasivo: su actividad se limitaría a generar enormes fuerzas de atracción gravitacional que inciden en todos los procesos físicos y cosmológicos conocidos, pero sin llevar adelante un papel dinámico ni “esforzarse” demasiado.
Ahora, según un artículo publicado en Universe Today, la nueva investigación parece contradecir ambos escenarios: en la formación de las primeras estrellas habrían intervenido otros fenómenos diferentes a la fusión nuclear y la materia oscura no sería tan pasiva. En los primeros instantes del cosmos, habría interactuado internamente para generar eventos de un enorme caudal energético.
UN UNIVERSO DIFERENTE
Para comprender esta hipótesis, primero tenemos que situarnos en el escenario adecuado, que es muy diferente al que observamos actualmente desde nuestro lugar en el Universo. El cosmos extremadamente primitivo, o sea cuando solo tenía un par de cientos de millones de años de edad, era mucho más denso: todo su material estaba comprimido en un volumen mucho más pequeño, esperando la oportunidad para desplegarse y surgir. Además, era mucho más oscuro porque las estrellas y las galaxias que aportan luz todavía no se habían formado.
En ese momento, el Universo se componía únicamente de materia oscura, hidrógeno neutro y helio. Al pasar los eones, en un ritmo astronómico que es muy distinto a los tiempos que manejamos en la Tierra, todo ese material comenzó a colapsar gravitacionalmente, formando estructuras cada vez más grandes.
Las teorías aceptadas actualmente indican que las primeras protoestrellas nacieron en forma de estructuras con alrededor de una milésima parte del tamaño del Sol. Estas estrellas crecieron constantemente hasta convertirse en gigantes, cien veces más grandes que nuestra estrella, impulsadas por la fusión nuclear que tuvo lugar en sus núcleos.
UNA MATERIA OSCURA MÁS DINÁMICA
Pero la hipótesis de las “estrellas oscuras” muestra que la historia podría haber sido diferente: en ese Universo primitivo, las partículas de materia oscura habrían interactuado hasta generar reacciones energéticas ligadas a su propia aniquilación. Dichas reacciones habrían dado lugar a las primeras estrellas, que no se habrían alimentado de los procesos nucleares, sino de la aniquilación de la materia oscura.
Los investigadores sostienen que estas primeras “estrellas oscuras” no existen actualmente en el Universo porque la densidad de la materia oscura es demasiado baja, llevando a que no podamos verlas en el entorno de la galaxia. Sin embargo, los científicos creen que el telescopio espacial James Webb, diseñado específicamente para estudiar el cosmos primitivo y la formación de las primeras estrellas, podría llegar a observar directamente a estas misteriosas estrellas oscuras.
_______________________
REFERENCIA
Dark Stars Powered by Self-Interacting Dark Matter. Youjia Wu, Sebastian Baum, Katherine Freese, Luca Visinelli and Hai-Bo Yu. ArXiv (2022). DOI:https://doi.org/10.48550/arXiv.2205.10904
___________
Fuente:
