Pruebas indirectas de la existencia de materia oscura en torno a los agujeros negros

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El estudio proporciona una nueva dirección importante para la futura investigación de la materia oscura.
El estudio proporciona una nueva dirección importante para la futura investigación de la materia oscura.

La materia oscura es la materia misteriosa que llena el universo, pero nadie la ha visto nunca. Es una forma hipotética de materia y siempre ha sido un tema intrigante en astronomía y astrofísica.

Sin embargo, la naturaleza de la materia oscura sigue siendo un misterio. Los cálculos teóricos han predicho que la distribución de la densidad de la materia oscura se vería alterada por un agujero negro masivo. Sin embargo, no se ha observado ninguna prueba prometedora que verifique esta sugerencia teórica.

Un equipo de investigación de la Universidad de Educación de Hong Kong (EdUHK) ha demostrado que existe una cantidad sustancial de materia oscura alrededor de los agujeros negros. El equipo eligió como objeto de investigación dos sistemas binarios cercanos (A0620-00 y XTE J1118+480) con agujeros negros. Basándose en las órbitas de las estrellas compañeras, las mediciones muestran que sus velocidades de desintegración orbital son de aproximadamente un milisegundo (1 ms) al año, lo que es unas 50 veces superior a la estimación teórica de 0,02 ms al año.

A continuación, el equipo aplicó el "modelo de fricción dinámica de la materia oscura" para determinar si ésta existe alrededor de los agujeros negros. El modelo es una teoría muy extendida en el mundo académico- a los dos sistemas binarios elegidos mediante simulaciones por ordenador.

Los científicos descubrieron que el rápido decaimiento orbital de las estrellas compañeras coincide exactamente con los datos observados. 

Se trata de una prueba indirecta de la existencia de materia oscura alrededor de los agujeros negros que puede generar una fricción dinámica significativa, ralentizando la velocidad orbital de las estrellas compañeras. También representa un gran avance en la investigación de la materia oscura.

El Dr. Chan Man-ho, Profesor Asociado del Departamento de Ciencia y Estudios Medioambientales e Investigador Principal, explicó que una densidad tan elevada de materia oscura crearía una fricción dinámica en la estrella compañera similar a la fuerza de arrastre".

"Éste es el primer estudio que aplica el 'modelo de fricción dinámica' para validar y demostrar la existencia de materia oscura alrededor de agujeros negros. El estudio proporciona una nueva dirección importante para futuras investigaciones sobre la materia oscura."

El Dr. Chan mencionó además que los estudios anteriores, que se basaban sobre todo en la detección de rayos gamma y ondas gravitacionales para examinar la presencia de materia oscura, dependían de la ocurrencia de sucesos raros, como la fusión de dos agujeros negros. Según él, eso podría exigir a los astrónomos un tiempo de espera prolongado".

Fuentes, créditos y referencias:

La Universidad de Educación de Hong Kong - Man Ho Chan et al, Indirect Evidence for Dark Matter Density Spikes around Stellar-mass Black Holes, The Astrophysical Journal Letters (2023). DOI: 10.3847/2041-8213/acaafa

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