La materia oscura es una de las cosas más extrañas del universo. No emite luz, no la refleja y tampoco la absorbe, pero su gravedad influye en todo.
Aunque no podamos verla directamente, sabemos que está ahí porque afecta el movimiento de las galaxias, curva la luz lejana y ayuda a moldear estructuras cósmicas gigantescas.
Durante décadas, la explicación más aceptada fue el modelo de materia oscura fría. Según esa idea, sus partículas se mueven lentamente y casi solo interactúan mediante gravedad.
Ese modelo ha funcionado bastante bien para describir el universo a gran escala. El problema es que, cuando se mira con más detalle, empiezan a aparecer varias rarezas.
Por ejemplo, en algunas galaxias enanas la materia oscura parece estar demasiado dispersa en la región central. Ahí debería estar más concentrada, pero las observaciones no encajan del todo.
Al mismo tiempo, otros estudios que usan lentes gravitacionales fuertes han encontrado grumos de materia oscura extremadamente densos, mucho más compactos de lo que predecía el modelo clásico.
Entonces aparece una contradicción incómoda. En unos lugares la materia oscura parece demasiado difusa, y en otros parece demasiado apretada. Las dos cosas juntas cuestan mucho de explicar.
Ahora, un equipo del Observatorio de la Montaña Púrpura de la Academia China de Ciencias propone una salida distinta. Su estudio fue publicado recientemente en Science Bulletin.
La idea central es que quizá la materia oscura no sea una sola cosa. Tal vez no esté formada por un único tipo de partícula, sino por varias.
Más específicamente, los investigadores plantean un modelo de materia oscura autointeractuante de dos componentes. Eso significa que habría partículas más pesadas y otras más ligeras coexistiendo juntas.
Además, esas partículas no solo sentirían gravedad. También podrían chocar entre sí de manera directa, y eso cambiaría la forma en que se distribuyen dentro de galaxias y halos.
Ese comportamiento produce algo llamado segregación de masa. Con el tiempo, las partículas más pesadas tienden a irse hacia el centro, mientras las más livianas se desplazan hacia afuera.
No es una idea tan rara si uno piensa en cúmulos estelares. Ahí también pasa algo parecido: las estrellas más masivas suelen terminar más cerca del centro.
Usando simulaciones de alta resolución y análisis teóricos detallados, el equipo mostró que este mecanismo puede reproducir varias de las estructuras que los astrónomos observan actualmente.
En galaxias enanas, por ejemplo, este proceso puede generar núcleos con menor densidad central. Eso coincide bastante bien con observaciones recientes que mostraban distribuciones más suaves de lo esperado.
Pero en ambientes más densos y complejos también puede pasar lo contrario. Algunos halos de materia oscura se vuelven más compactos y forman regiones muy densas.
Esas zonas compactas podrían explicar mejor ciertos efectos de lente gravitacional fuerte, donde la gravedad de una estructura intermedia amplifica y distorsiona la luz de objetos lejanos.
De hecho, el modelo también aumenta la probabilidad de eventos de lente gravitacional a pequeña escala. Eso ayudaría a entender por qué se observan más casos de los previstos.
Visto así, varias anomalías que parecían desconectadas podrían estar contando la misma historia. Tal vez no había dos problemas distintos, sino una materia oscura más complicada de lo pensado.
Si futuras observaciones y mediciones de lentes gravitacionales siguen mejorando, los astrónomos podrían poner a prueba esta idea. Y si funciona, cambiaría bastante nuestra imagen del universo oculto.