Imagen compuesta del cúmulo de galaxias CL0024 17 tomada por el telescopio espacial Hubble muestra la creación de un efecto de lente gravitacional producto, en gran parte, de la interacción gravitatoria con la materia oscura. Fuente: Wikimedia Commons.
La materia oscura podría hacer que planetas que, de otra forma, serían hostiles para el desarrollo de la vida, se vuelvan habitables, sugiere un estudio reciente, realizado por científicos del Fermilab en Batavia, Illinois (Estados Unidos).
Según dicha investigación, planetas presentes en regiones del cosmos ricas en materia oscura podrían aglomerar partículas de dicha materia en su interior, de tal forma que aunque no contasen con una estrella cercana, estos planetas podrían llegar a calentarse lo suficiente como para mantener agua líquida en sus superficies.
En concreto, lo que han hecho los investigadores del Fermilab Dan Hooper y Jason Steffen ha sido calcular la cantidad de calor que podría producirse dentro de planetas, en diversos entornos de materia oscura, publica la revista NewScientist.
Choque y generación de energía
Pero, ¿qué es la materia oscura? En astrofísica y cosmología física se denomina de esta forma a una hipotética materia, de composición desconocida, que no emite o refleja suficiente radiación electromagnética como para ser observada directamente con los medios técnicos actuales. Su existencia se infiere, por tanto, a partir de los efectos gravitacionales que la materia oscura causa en la materia visible, tales como las estrellas o las galaxias.
Los científicos creen que la materia oscura está formada por unas partículas llamadas WIMPs que interactúan con la materia normal a través de la interacción nuclear débil (una de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza) y de la gravedad.
Las WIMPs se destruyen cuando entran en contacto con otras partículas, generando así energía en forma de calor. Este calor puede ser absorbido por la materia que las rodea, que de esta forma se calienta.
Durante décadas, los físicos han estimado que la materia oscura podría ser capturada, gracias a la fuerza de la gravedad, por planetas y estrellas. La materia oscura rodea galaxias y halos galácticos (región del espacio alrededor de las galaxias espirales). Sus partículas, siguiendo la fuerza de la gravedad, orbitan alrededor del centro de masa de las galaxias.
Según dicha investigación, planetas presentes en regiones del cosmos ricas en materia oscura podrían aglomerar partículas de dicha materia en su interior, de tal forma que aunque no contasen con una estrella cercana, estos planetas podrían llegar a calentarse lo suficiente como para mantener agua líquida en sus superficies.
En concreto, lo que han hecho los investigadores del Fermilab Dan Hooper y Jason Steffen ha sido calcular la cantidad de calor que podría producirse dentro de planetas, en diversos entornos de materia oscura, publica la revista NewScientist.
Choque y generación de energía
Pero, ¿qué es la materia oscura? En astrofísica y cosmología física se denomina de esta forma a una hipotética materia, de composición desconocida, que no emite o refleja suficiente radiación electromagnética como para ser observada directamente con los medios técnicos actuales. Su existencia se infiere, por tanto, a partir de los efectos gravitacionales que la materia oscura causa en la materia visible, tales como las estrellas o las galaxias.
Los científicos creen que la materia oscura está formada por unas partículas llamadas WIMPs que interactúan con la materia normal a través de la interacción nuclear débil (una de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza) y de la gravedad.
Las WIMPs se destruyen cuando entran en contacto con otras partículas, generando así energía en forma de calor. Este calor puede ser absorbido por la materia que las rodea, que de esta forma se calienta.
Durante décadas, los físicos han estimado que la materia oscura podría ser capturada, gracias a la fuerza de la gravedad, por planetas y estrellas. La materia oscura rodea galaxias y halos galácticos (región del espacio alrededor de las galaxias espirales). Sus partículas, siguiendo la fuerza de la gravedad, orbitan alrededor del centro de masa de las galaxias.
Dan Hooper. Fuente: Fermilab.
Cómo calientan
¿Cómo podría la materia oscura llegar a calentar un planeta? Cuando las partículas WIMPs que orbitan alrededor de las galaxias pasan a través de objetos presentes en éstas, como los planetas, chocan contra los átomos, perdiendo así energía y velocidad.
Si pierden la suficiente energía después de una o más colisiones, pueden quedar atrapadas en la gravedad de los planetas, e incluso llegar a establecerse en el centro de éstos. Una vez allí, son propensas a chocar con otras partículas de materia oscura atrapadas, y destruirse, generando el calor que calentaría dichos planetas.
Esto no ocurre en la Tierra porque nuestro planeta se encuentra situado a 26.000 años luz del centro de nuestra galaxia, una distancia lo suficientemente lejana como para que la concentración de materia baja sea demasiado baja como para tener este efecto.
Sin embargo, más cerca del centro galáctico, las concentraciones de materia oscura son mucho mayores, alcanzando una capacidad de emisión de calor similar a la que la Tierra recibe de la luz solar.
Energía sostenible para un futuro remoto
Según los cálculos de Hooper y Steffen, explicados en arxiv.org, un planeta que tenga unas cuantas veces la masa de la Tierra, y que se encuentre situado a sólo 30 años luz del centro galáctico, podría ser calentado por la materia oscura lo suficiente como para tener agua líquida en su superficie.
Los científicos creen que, de esta forma, cualquier planeta separado de estrellas podría volverse habitable, incluso si estuviera flotando en medio del frío espacio.
El calentamiento ocasionado por la materia oscura duraría un trillón de años, dado que la materia oscura situada alrededor del planeta seguiría siendo continuamente capturada por la gravedad de ésta. Para Hooper, por tanto, la materia oscura podría ser considerada una forma de energía sostenible.
En un futuro lejano, esta energía podría resultar muy útil: civilizaciones avanzadas que busquen un nuevo hogar porque sus propias estrellas hubiesen muerto podrían hacerlo en planetas con estas condiciones, calentados por materia oscura.
Otras opiniones
Otros científicos no son tan optimistas al respecto de las posibilidades que ofrece la materia oscura. El especialista en ciencias planetarias Dave Stevenson, del Caltech de California, señala en Newscientist
que planetas dónde la materia oscura pueda proporcionar una cantidad de calor significativa son extremadamente raros.
“Habría que buscar un lugar donde la densidad de la materia oscura fuera unos 10 millones de veces mayor de lo normal (por ejemplo, mayor que la densidad de materia oscura que rodea la Tierra). Se estaría hablando de una fracción muy pequeña de casos posibles”, afirma Stevenson.
Según el físico James Kasting, de la Pennsylvania State University, la idea de Hooper y Steffen “es muy creativa”, pero no puede probarse realmente porque las regiones ricas en materia oscura están tan lejos de nosotros (unos 26.000 años luz) que, aunque pudiera detectarse la presencia de planetas en ellas, los telescopios no podrían captar imágenes de éstos, ni buscar en ellos signos de presencia de agua.
En la revista Wired, la experta en exoplanetas del Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT), Sara Seager, opina de manera similar que planetas con estas condiciones estarían demasiado lejos como para realizar las observaciones pertinentes.
En Wired se explica además que, aunque existan planetas calentados por materia oscura, eso no significa que éstos se parezcan en nada a la Tierra. Por ejemplo, estos planetas tal vez no tengan superficies sólidas que contengan el agua ni un manto que posibilite la tectónica de placas.
¿Cómo podría la materia oscura llegar a calentar un planeta? Cuando las partículas WIMPs que orbitan alrededor de las galaxias pasan a través de objetos presentes en éstas, como los planetas, chocan contra los átomos, perdiendo así energía y velocidad.
Si pierden la suficiente energía después de una o más colisiones, pueden quedar atrapadas en la gravedad de los planetas, e incluso llegar a establecerse en el centro de éstos. Una vez allí, son propensas a chocar con otras partículas de materia oscura atrapadas, y destruirse, generando el calor que calentaría dichos planetas.
Esto no ocurre en la Tierra porque nuestro planeta se encuentra situado a 26.000 años luz del centro de nuestra galaxia, una distancia lo suficientemente lejana como para que la concentración de materia baja sea demasiado baja como para tener este efecto.
Sin embargo, más cerca del centro galáctico, las concentraciones de materia oscura son mucho mayores, alcanzando una capacidad de emisión de calor similar a la que la Tierra recibe de la luz solar.
Energía sostenible para un futuro remoto
Según los cálculos de Hooper y Steffen, explicados en arxiv.org, un planeta que tenga unas cuantas veces la masa de la Tierra, y que se encuentre situado a sólo 30 años luz del centro galáctico, podría ser calentado por la materia oscura lo suficiente como para tener agua líquida en su superficie.
Los científicos creen que, de esta forma, cualquier planeta separado de estrellas podría volverse habitable, incluso si estuviera flotando en medio del frío espacio.
El calentamiento ocasionado por la materia oscura duraría un trillón de años, dado que la materia oscura situada alrededor del planeta seguiría siendo continuamente capturada por la gravedad de ésta. Para Hooper, por tanto, la materia oscura podría ser considerada una forma de energía sostenible.
En un futuro lejano, esta energía podría resultar muy útil: civilizaciones avanzadas que busquen un nuevo hogar porque sus propias estrellas hubiesen muerto podrían hacerlo en planetas con estas condiciones, calentados por materia oscura.
Otras opiniones
Otros científicos no son tan optimistas al respecto de las posibilidades que ofrece la materia oscura. El especialista en ciencias planetarias Dave Stevenson, del Caltech de California, señala en Newscientist
que planetas dónde la materia oscura pueda proporcionar una cantidad de calor significativa son extremadamente raros.
“Habría que buscar un lugar donde la densidad de la materia oscura fuera unos 10 millones de veces mayor de lo normal (por ejemplo, mayor que la densidad de materia oscura que rodea la Tierra). Se estaría hablando de una fracción muy pequeña de casos posibles”, afirma Stevenson.
Según el físico James Kasting, de la Pennsylvania State University, la idea de Hooper y Steffen “es muy creativa”, pero no puede probarse realmente porque las regiones ricas en materia oscura están tan lejos de nosotros (unos 26.000 años luz) que, aunque pudiera detectarse la presencia de planetas en ellas, los telescopios no podrían captar imágenes de éstos, ni buscar en ellos signos de presencia de agua.
En la revista Wired, la experta en exoplanetas del Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT), Sara Seager, opina de manera similar que planetas con estas condiciones estarían demasiado lejos como para realizar las observaciones pertinentes.
En Wired se explica además que, aunque existan planetas calentados por materia oscura, eso no significa que éstos se parezcan en nada a la Tierra. Por ejemplo, estos planetas tal vez no tengan superficies sólidas que contengan el agua ni un manto que posibilite la tectónica de placas.