El universo, en su mayoría, está constituido por una sustancia misteriosa llamada materia oscura. No se puede detectar, pero se sospecha de su existencia por los efectos gravitatorios que ejerce sobre las partículas visibles. Entonces, suponiendo que exista, ¿podrían haber planetas enteros hechos de materia oscura?
La respuesta corta es sí, si se cumplen ciertas condiciones adecuadas. Aunque no se ha hallado ninguno, los investigadores de la Universidad de Wisconsin-Madison aseguran que la materia oscura se puede compactar en objetos estables como los planetas.
Por tal motivo, en un artículo reciente explican cómo se manifestarían estos exoplanetas oscuros y cómo podríamos detectarlos.
Mundos de materia oscura
Los métodos actuales para detectar exoplanetas se basan, en gran medida, en el efecto que tiene el planeta en cuestión sobre la luz de su estrella anfitriona.
Cuando un mundo extremadamente denso órbita entre nosotros y su estrella, bloquea parte de la luz creando un pasaje conocido como tránsito. Los astrónomos pueden medir ese cambio para calcular el radio del exoplaneta, las fuerzas que lo rigen e incluso el material que lo constituye.
“Una baja densidad, como la de Júpiter, implica una enorme atmósfera de baja densidad. Una mayor densidad, como la de la Tierra, implica una composición rocosa. Generalmente, el primero tiene radios más grandes y el segundo más pequeño”.
Yang Bai, físico teórico en la Universidad de Wisconsin-Madison
Sin embargo, el planeta debe ser visible para que la luz de la estrella se atenúe durante este tránsito.
Un exoplaneta de materia oscura podría tener propiedades diferentes a las esperadas de los exoplanetas ordinarios, ya que son prácticamente invisibles. Puede haber exoplanetas oscuros más densos que el hierro, por ejemplo, y otros de tan baja densidad que su existencia es imposible de explicar.
Pero el hecho de que sean difíciles de detectar no quiere decir que no existan en el cosmos.
Buscando “exoplanetas oscuros”
Se cree que hay dos tipos de partículas oscuras. Por un lado, las individuales y compuestas, que incluyen manchas macroscópicas de materia oscura, Macros, que podrían tener masas a escala planetaria. Y por otro lado, las partículas condensadas en un estado macroscópico.
Las primeras serían las que podríamos encontrar en la oscuridad de las estrellas, galaxias y nubes de polvo. Pero las segundas podrían tener una masa y/o radio similar a los de un planeta.
Entonces, tomando en cuenta esto, los exoplanetas oscuros sí podrían existir. Los autores predicen que su formación se debería a la atracción gravitatoria ejercida sobre material estelar durante el Big Bang. Con lo cual serían como “grumos” de materia oscura.
Ahora bien, ¿cómo podría probarse su existencia? La detección de estos planetas podría realizarse siguiendo la misma técnica que se usa para detectar exoplanetas: el efecto de lente gravitacional.
Cuando miden el espectro de luz de la estrella durante los tránsitos, las longitudes de onda cambian constantemente. Esto significa que algo de luz ha sido absorbida o reemitida por el atmósfera del exoplaneta durante el proceso. En consecuencia, los científicos pueden analizar estos datos para determinar qué tipo de moléculas están ejerciendo fuerza sobre la luz.
Si el espectro de tránsito revela algunas anomalías graves, eso podría indicar la presencia de un exoplaneta de materia oscura.
Más sobre la existencia y naturaleza de la materia oscura
Entonces, en definitiva, existen muchas formas de probar la existencia de exoplanetas oscuros. Principalmente porque el exoplaneta oscuro puede no ser completamente opaco, lo que hace que la forma de una curva de luz se distinga de la de un exoplaneta ordinario.
“Si la velocidad radial sugiere la presencia de un exoplaneta, y luego no se observa ningún tránsito, eso podría ser una pista que apunta a exoplanetas de materia oscura. Y si una depresión de tránsito, conocida como curva de luz, muestra una forma inesperada, eso también podría ser una pista”.
Yang Bai
No obstante, habrá que esperar ahora para ver si en un futuro cercano las observaciones de estos objetos con radios muy pequeños confirman su existencia De ser así, tal vez podríamos llegar a entender cómo funciona la materia oscura simplemente observando uno de estos misteriosos exoplanetas.
Referencias:
Dark Exoplanets https://arxiv.org/abs/2303.12129v1
