Se teorizó que la materia oscura existe hace relativamente poco tiempo, y hemos recorrido un largo camino en la comprensión de lo que constituye un enorme 23% de nuestro Universo. Un artículo reciente sobre la materia oscura más cerca de casa, justo aquí en nuestro propio Sistema Solar, revela que es más denso y más masivo que en el halo galáctico.
La materia oscura es simplemente cosas raras. No emite luz, tiene masa y reacciona gravitacionalmente con materia "normal": las cosas de las que estamos compuestos nuestro planeta y las estrellas. Al igual que la materia normal, se "aglomera", o se acrecienta, debido a esta atracción gravitacional; encontramos más materia oscura cerca de las galaxias que en las vastas extensiones entre ellas.
Sin embargo, la materia oscura no está muy lejos en la Vía Láctea o en algún lugar del otro lado del Universo: está aquí, en casa, en nuestro Sistema Solar. En un trabajo reciente enviado a Revisión Física D, Ethan Siegel y Xiaoying Xu, de la Universidad de Arizona, analizaron la distribución de la materia oscura en nuestro Sistema Solar y descubrieron que la masa de materia oscura es 300 veces más que la media del halo galáctico, y la densidad es 16,000 veces mayor que el de la materia oscura de fondo.
A lo largo de la historia del Sistema Solar, Xu y Siegel calculan que se han capturado 1.07 X 10 ^ 20 kg de materia oscura, o aproximadamente 0.0018% de la masa de la Tierra. Para controlar este número, la masa de Ceres, el objeto más grande en el cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter, es aproximadamente 9 veces esta cantidad.
Siegel y Xu calcularon cuánta materia oscura ha barrido el Sistema Solar durante su vida útil de 4.500 millones de años modelando la composición del halo de materia oscura de fondo en la órbita del Sistema Solar alrededor de la galaxia, y calculando cuánta materia oscura quedar atrapado por el Sistema Solar mientras se mueve a través de este halo. Ejecutaron este cálculo para el Sol y cada uno de los ocho planetas por separado, dando la distribución de la materia en todo el Sistema Solar, así como la cantidad total capturada.
Al igual que cuando conduce su automóvil a través de una ligera nevada, la materia oscura se “adhiere” al Sistema Solar cuando está gravitacionalmente unida por el Sol y los planetas. De la misma manera que parte de la nieve se derrite en el parabrisas (con suerte), otra no se adhiere al capó y la mayoría simplemente vuela, la materia oscura tampoco se distribuye uniformemente en todo nuestro Sistema Solar. Algunos planetas tienen más materia oscura que los rodea que otros, dependiendo de dónde se encuentren. A continuación se muestra la distribución de densidad de la materia oscura en el Sistema Solar.
El primer pico es Mercurio, y los dos siguientes son Venus y la Tierra (Marte no aparece). El siguiente es Júpiter, seguido de un pequeño golpe de Saturno y finalmente Urano y Neptuno combinados crean el último pequeño golpe.
¿Cómo afecta la materia oscura local a las interacciones en el Sistema Solar? Bueno, no tiene un gran efecto en las órbitas de los planetas, ni ralentiza apreciablemente el Sistema Solar en su órbita alrededor del centro galáctico.
“Las órbitas planetarias, si hubiera suficiente materia oscura presente, tendrían su preceso de perihelia más rápido que si no hubiera materia oscura. La cantidad de materia oscura permitida por estas observaciones es considerablemente mayor que la cantidad que predigo. Los errores en las mediciones de la precesión del perihelio están en unidades de centésimas de arco por segundo ... Incluso si asumes que la materia oscura está en reposo con respecto a la galaxia por la que se mueve el Sistema Solar (que es el ejemplo extremo), el El sol es de orden 10 ^ 30 kg; capturar un grupo de 10 ^ 20 kg de materia oscura lo ralentizará aproximadamente 20 micras / segundo durante la vida útil del Sistema Solar. Entonces eso sería pequeño. â € “Ethan Siegel en una entrevista por correo electrónico.
Y, por desgracia, el misterio de la anomalía Pioneer no se resolverá con esta revelación, ya que la masa de la materia oscura capturada no es suficiente para explicar los movimientos extraños de esa nave espacial.
Sin embargo, el descubrimiento de una mayor densidad y masa de materia oscura en nuestro vecindario puede ayudar en el estudio y la detección de la materia oscura. Conocer la distribución de masa y densidad de la materia oscura local, y así saber cuánto y dónde buscarla, proporcionará a los astrónomos que buscan resolver exactamente de qué está compuesta con más información.
“Nuestra determinación de la densidad local de la materia oscura y la distribución de velocidad son de gran importancia para los experimentos de detección directa. Los cálculos más recientes que se han llevado a cabo suponen que las propiedades de la materia oscura en la ubicación del Sol se derivan directamente del halo galáctico. En comparación, encontramos que los experimentos terrestres también deberían considerar un componente de materia oscura con una densidad 16,000 veces mayor que la densidad de halo de fondo ”, escribieron Xu y Siegel.
Fuente: Arxiv, entrevista por correo electrónico con Ethan Siegel
