Una nueva investigación plantea un desafío importante para la búsqueda de la materia oscura: algunas de las extrañas deformaciones observadas en corrientes de estrellas alrededor de la Vía Láctea podrían no haber sido provocadas por esta misteriosa sustancia invisible. Las simulaciones indican que la propia estructura gravitacional de nuestra galaxia puede generar señales muy parecidas, obligando a los científicos a revisar cómo interpretan estas posibles pistas.

Las llamadas corrientes estelares son largas estructuras formadas por estrellas que alguna vez pertenecieron a cúmulos o pequeñas galaxias y que fueron estiradas por la gravedad de una galaxia mayor. Con el paso del tiempo, forman auténticos ríos de estrellas que orbitan alrededor de la Vía Láctea. Por su extrema sensibilidad a las fuerzas gravitacionales, los astrónomos las consideran una herramienta prometedora para detectar objetos invisibles, entre ellos los pequeños cúmulos o subhalos de materia oscura.

El problema es que muchas de estas corrientes presentan huecos, ondulaciones, curvas y ramificaciones. Hasta ahora, algunas de esas irregularidades podían interpretarse como la huella gravitacional dejada por un encuentro con un pequeño aglomerado de materia oscura. Sin embargo, el nuevo trabajo muestra que esa explicación podría ser más compleja de lo imaginado.

Una simulación durante 5.000 millones de años

El equipo liderado por Arpit Arora construyó cuatro galaxias virtuales de tamaño comparable al de la Vía Láctea y distribuyó en ellas aproximadamente 15.000 corrientes estelares. El objetivo era especialmente importante: comprobar qué ocurría cuando no se incluían pequeños subhalos de materia oscura responsables de perturbar directamente las corrientes.

Después de una evolución simulada de 5.000 millones de años, los investigadores encontraron que casi todas las corrientes habían desarrollado algún tipo de alteración estructural. De las cerca de 15.000 simuladas, solamente unas 70 permanecieron sin características destacadas.

La explicación está en que una galaxia real no posee un campo gravitacional perfectamente uniforme. Las estrellas y otras concentraciones de masa están distribuidas de manera irregular, creando regiones con diferente intensidad gravitatoria. Cuando una corriente estelar atraviesa este paisaje, puede ser desviada, estirada o deformada.

En otras palabras, la propia Vía Láctea puede producir “cicatrices” en las corrientes de estrellas que se parecen a las que los científicos esperaban encontrar como evidencia de la materia oscura.

¿Significa esto que la materia oscura no existe?

No. El estudio no cuestiona la existencia de la materia oscura ni afirma haber demostrado que las señales anteriores fueran falsas. Lo que hace es introducir un nuevo factor que debe ser tenido en cuenta antes de atribuir una deformación a la acción de un subhalo invisible.

La materia oscura continúa siendo uno de los mayores enigmas de la física moderna. Aunque no puede observarse directamente porque no emite ni refleja luz de la manera en que lo hace la materia común, sus efectos gravitacionales parecen ser fundamentales para explicar el movimiento de galaxias y otras estructuras del universo.

Precisamente por su carácter invisible, los científicos buscan sus huellas indirectas. Las corrientes estelares se han convertido en uno de esos posibles laboratorios naturales.

El desafío será separar las señales reales de las falsas

La importancia del nuevo estudio está en que ahora los astrónomos podrán intentar establecer primero qué tipo de irregularidades puede generar una galaxia por sí sola. Una vez conocido ese patrón, será posible buscar deformaciones adicionales que no puedan explicarse únicamente por la gravedad de la Vía Láctea.

El trabajo, publicado en The Astrophysical Journal bajo el título No Stream Left Unscathed: The Imprint of a Host Galaxy, propone precisamente avanzar hacia modelos capaces de separar ambos efectos. El siguiente paso será incorporar nuevamente los subhalos de materia oscura a las simulaciones y comparar sus señales con las producidas naturalmente por la galaxia anfitriona.

El Observatorio Rubin podría aportar nuevas respuestas

La búsqueda podría recibir un importante impulso con el Observatorio Vera C. Rubin, que permitirá ampliar considerablemente el número de estructuras y corrientes estelares conocidas alrededor de nuestra galaxia.

Cuantas más corrientes puedan observar los astrónomos, mayores serán las posibilidades de identificar patrones, comparar trayectorias y determinar cuáles deformaciones son una consecuencia normal del complejo entorno gravitacional de la Vía Láctea y cuáles podrían constituir una auténtica señal de materia oscura.

El estudio no ha encontrado la materia oscura, pero podría haber dado un paso fundamental para buscarla mejor. A veces, en ciencia, avanzar no significa descubrir inmediatamente la respuesta, sino aprender primero qué señales pueden engañarnos. La Vía Láctea, según estas simulaciones, podría estar creando algunas de esas falsas pistas.

Ahora el desafío consiste en separar la huella de nuestra propia galaxia de la posible influencia de una materia invisible que, pese a décadas de investigación, continúa siendo uno de los secretos más profundos del universo.

Foto: Arpit Arora y Adrian Price-Whelan / University of Washington