Un nuevo estudio propone que algunas enanas marrones podrían mantenerse activas gracias a la materia oscura. Estas “enanas oscuras” serían una pista clave para saber si los WIMPs realmente existen.
Representación artística de dos objetos subestelares: a la izquierda, una enana marrón típica; a la derecha, una posible enana oscura, más brillante gracias al calor generado por la materia oscura en su interior. Fuente: ChatGPT / E. F.
Eugenio M. Fernández Aguilar
Físico, escritor y divulgador científico. Director de Muy Interesante Digital
Creado: 7.07.2025
Uno de los grandes placeres de mirar el cielo en una noche despejada es saber que, más allá de las estrellas que vemos, hay muchas más que no podemos ver. Algunas simplemente están demasiado lejos, otras no emiten luz visible y, algunas, ni siquiera son estrellas en el sentido tradicional. Entre estas últimas, un nuevo tipo de objeto ha captado la atención de la astrofísica: las llamadas "enanas oscuras", que podrían ayudarnos a responder una de las preguntas más profundas de la ciencia actual: ¿qué es la materia oscura? ¿Existe realmente la materia oscura?
Esta hipótesis, desarrollada en un reciente estudio firmado por investigadores del Reino Unido, Hawái y Liverpool, propone que ciertas enanas marrones, situadas en zonas de alta densidad de materia oscura como el centro de la galaxia, pueden transformarse en objetos estables que emiten energía gracias a la aniquilación de materia oscura en su interior. El trabajo, titulado “Dark Dwarfs: Dark Matter-Powered Sub-Stellar Objects Awaiting Discovery at the Galactic Center”, no solo teoriza sobre su existencia, sino que propone una forma concreta de identificarlas observacionalmente.
Estrellas que no brillan (o no como esperamos)
El nombre "enanas oscuras" puede resultar engañoso. No se refiere a que sean completamente invisibles, ni a que estén hechas de materia oscura. Son en realidad objetos similares a enanas marrones, cuerpos con una masa insuficiente para mantener reacciones de fusión nuclear sostenidas, que suelen brillar débilmente al principio de su vida y luego se enfrían. Lo que cambia en las enanas oscuras es su fuente de energía.
Según el estudio, si una enana marrón se encuentra en una región del espacio donde la densidad de materia oscura es alta, podría comenzar a acumular partículas de materia oscura en su interior. Estas partículas, si pertenecen a una categoría conocida como WIMPs (Partículas Masivas Débilmente Interactivas), podrían aniquilarse entre sí y liberar energía, algo que ocurriría en el núcleo del objeto y le permitiría mantenerse caliente y brillante durante muchísimo tiempo.
Esta idea parte de un fenómeno que, aunque no hemos visto directamente, sabemos que sucede: la materia oscura interactúa gravitacionalmente, por lo que puede ser capturada por la gravedad de un cuerpo celeste. Y si esas partículas se concentran lo suficiente, su interacción mutua genera una liberación de energía. En palabras del artículo original: “Los objetos en contracción alcanzan una configuración de equilibrio en la que se sostienen principalmente mediante calentamiento por materia oscura” .
Comparativa entre una enana marrón común y una enana oscura: una se enfría, la otra se mantiene caliente gracias a la materia oscura. Fuente: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics
Qué las hace diferentes y por qué importa
Lo más intrigante es que estas enanas oscuras no se comportan como las enanas marrones convencionales. Según los cálculos del equipo, su temperatura, radio y luminosidad se estabilizan en el tiempo, a diferencia de las enanas marrones normales, que se enfrían y se contraen lentamente. Además, pueden conservar elementos como el litio-7, que en otros cuerpos celestes se destruye muy pronto.
Esta última característica ofrece una pista valiosa. El litio-7 se destruye a temperaturas relativamente bajas, por lo que su presencia indica que el núcleo del objeto nunca se calentó lo suficiente como para iniciar su fusión. En enanas oscuras, el calentamiento por aniquilación de materia oscura es más suave y sostenido, lo que permite que el litio-7 permanezca intacto durante miles de millones de años. Como indica el paper: “Las enanas oscuras retienen su litio-7 inicial en rangos de masa donde las enanas marrones o rojas lo destruirían”.
Por lo tanto, detectar litio-7 en objetos con masa suficiente como para haberlo destruido según los modelos estándar sería una prueba poderosa de que algo distinto está ocurriendo en su interior. Y ese “algo” podría ser, precisamente, materia oscura interactuando consigo misma.
Las enanas oscuras conservarían litio-7, un elemento que normalmente desaparece en otras estrellas: una pista para encontrarlas. Fuente: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics
Una nueva pista sobre un viejo misterio
La materia oscura sigue siendo uno de los mayores enigmas de la física. Aunque constituye aproximadamente el 85% de la materia del universo, nunca ha sido observada directamente. Solo conocemos sus efectos gravitacionales: mantiene unidas las galaxias, altera la trayectoria de la luz e influye en la expansión del universo. Pero no sabemos de qué está hecha, ni cómo interactúa con las partículas que forman todo lo que vemos.
Durante décadas se han propuesto numerosos candidatos, desde axiones hasta neutrinos estériles, pero los WIMPs han sido los favoritos por mucho tiempo. Este nuevo estudio aporta algo valioso a ese debate: una forma concreta de buscar señales indirectas de materia oscura observando cuerpos estelares.
Los autores señalan que las enanas oscuras solo podrían existir si la materia oscura está compuesta por partículas pesadas que se aniquilan entre sí, como los WIMPs. O como lo expresan en el artículo: “La detección de litio-7 en objetos más masivos que el límite de quema de litio proporcionaría evidencia de la existencia de calentamiento por materia oscura” .
¿Dónde buscar estas estrellas invisibles?
Para que una enana marrón se transforme en una enana oscura, necesita estar rodeada por una gran densidad de materia oscura. Esa condición se da, por ejemplo, en el centro de nuestra galaxia, donde se estima que la densidad es al menos mil veces mayor que en las afueras. Por eso, si existen, es probable que estén concentradas en esa región.
El estudio sugiere que instrumentos como el telescopio espacial James Webb podrían ser capaces de detectar estos cuerpos, ya que están diseñados para observar objetos fríos y lejanos en el infrarrojo. También proponen un enfoque estadístico: analizar poblaciones de enanas marrones en zonas de alta densidad de materia oscura para ver si hay anomalías que indiquen una subpoblación con propiedades diferentes, como una mayor retención de litio o un brillo inesperado.
No se trata de un hallazgo inmediato, pero sí de una línea de investigación muy concreta y realista para una de las preguntas más difíciles de la ciencia contemporánea. Observar una sola enana oscura confirmada sería un avance monumental.
¿Qué es exactamente una enana oscura?
El nombre “enana oscura” parece sacado directamente de una partida de Dungeons & Dragons, de un videojuego tipo Elder Scrolls, o del lore de alguna raza olvidada en los bajos fondos de World of Warcraft. Y no es casualidad: en la cultura "friki" anglosajona, el término “dark dwarf” ya existe desde hace tiempo. Se usa para describir razas de enanos sombríos, muchas veces hostiles, que habitan en las profundidades de la Tierra o de reinos subterráneos, expertos en alquimia, runas o magia oscura. Un ejemplo clásico son los duergar, enanos grises que aparecen en varias ediciones del universo D&D y que han sido adaptados a videojuegos y novelas de fantasía.
Un "dark dwarf" clásico. Fuente: ChatGPT / E. F.
Sin embargo, en el contexto del nuevo estudio científico, el término adquiere un significado completamente distinto. Aquí no hablamos de criaturas que forjan espadas malditas en cavernas, sino de objetos astronómicos reales —o al menos hipotéticos— que podrían ayudarnos a entender uno de los mayores misterios del universo: la materia oscura.
El nombre, eso sí, conserva parte de ese magnetismo narrativo. Al llamarlas “enanas oscuras”, los investigadores no solo están describiendo su relación con la materia oscura, sino también introduciendo un nuevo concepto que aún no aparece en los manuales ni en la nomenclatura oficial de la astrofísica en español. En este sentido, es un término fronterizo: recién nacido en la literatura científica y aún por colonizar en la divulgación.
Así que si en el futuro ves el término “enana oscura” en un artículo de ciencia y piensas en un enano con armadura negra, no estarás del todo equivocado. Al fin y al cabo, tanto en la fantasía como en la astrofísica, la oscuridad siempre esconde algo poderoso.
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Referencias
Djuna Croon, Jeremy Sakstein, Juri Smirnov y Jack Streeter. Dark Dwarfs: Dark Matter-Powered Sub-Stellar Objects Awaiting Discovery at the Galactic Center. Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (2025). DOI: https://doi.org/10.48550/arxiv.2408.00822.
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