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La materia oscura alimentó las primeras estrellas del universo: nuevo estudio

La materia oscura no es realmente Haga mucho de cualquier cosa en el mundo de hoy. Pero en los primeros días del universo, puede haber bolsas de materia oscura con una densidad lo suficientemente alta como para proporcionar una fuente de calor para las estrellas recién formadas. Bienvenido al extraño y maravilloso mundo de «Dark Stars».

danza de la materia oscura

Los modelos de materia oscura más simples son increíblemente aburridos. Él simplemente… se sienta allí, tira. Solo sabemos de su existencia a través del sutil efecto gravitatorio sobre las galaxias y las estructuras más grandes del universo. No reacciona con la luz, con la materia ordinaria, ni siquiera consigo mismo. En este mismo momento, podrías estar nadando en un vasto mar de partículas de materia oscura y ni siquiera te darías cuenta.

Pero esta es una imagen simplificada de la materia oscura. tiene algunos problemas. Cuando los astrofísicos ejecutan simulaciones por computadora de la formación de galaxias, incluida la materia oscura, descubren que si las partículas de materia oscura son tan aburridas, no lo son tanto. coincide con la realidad. Los núcleos de las galaxias se vuelven más densos de lo que observamos, y las galaxias típicas tienen muchos más satélites de los que vemos.

Así que tal vez la materia oscura sea un poco complicada. Puede que aún no interactúe con la luz o con la materia ordinaria, pero tal vez sí A veces interactúa consigo misma.. Esta autointeracción no puede ser muy fuerte; Sin embargo, de lo contrario, la materia oscura se acumulará en bolas muy pequeñas o se autodestruirá hace mucho tiempo.

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La hipótesis de «interacción pero no mucho» dificulta que los astrónomos encuentren formas Probar el guión. Afortunadamente, los astrónomos son personas muy inteligentes.

Materia Oscura: Juventud y Oscuridad

El universo muy primitivo, cuando solo tenía unos pocos cientos de millones de años, era muy diferente al actual. Primero, era más denso, con toda la materia del universo metida en un volumen mucho más pequeño. En segundo lugar, estaba más oscuro porque las estrellas y las galaxias aún no se habían formado.

En ese momento, el universo consistía en materia oscura (fuera lo que fuera) e hidrógeno neutro y helio. Lentamente, a lo largo de eones, todo ese material comenzó a descomponerse debido a la gravedad, formando estructuras cada vez más grandes. Las primeras estrellas comenzaron a formar densos cúmulos de no más de mil partes del tamaño del Sol. En la imagen tradicional de la formación de las primeras estrellas, estas masas crecieron constantemente hasta convertirse en gigantes cien veces más grandes que el Sol, alimentadas por fusión nuclear en su núcleo.

Las primeras estrellas estaban compuestas únicamente de hidrógeno y helio. Equipo científico de la NASA/WMAP

Pero un equipo de astrofísicos se dio cuenta de que la historia tradicional podría ser diferente, informan en un nuevo artículo de investigación. Recientemente aparecido en la revista preprint arXiv. Si la materia oscura interactúa consigo misma, cuando las partículas de materia oscura chocan, liberan muy poca energía. No todas las colisiones resultan en mucho, pero en los primeros días del universo, los sitios de formación de estrellas probablemente tenían una densidad lo suficientemente alta como para aniquilar la materia oscura para ser un jugador importante.

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En este escenario, las primeras estrellas no se alimentan de la fusión nuclear sino de la eliminación de la materia oscura en sus núcleos. El equipo de investigación las llama «estrellas oscuras», aunque las estrellas mismas todavía están compuestas principalmente de materia natural. Estas estrellas no existen en el universo moderno porque la densidad de la materia oscura es muy baja, por lo que hoy no podemos verlas en la galaxia.

Pero los investigadores esperan que el telescopio espacial James Webb, diseñado específicamente para estudiar el universo primitivo y la formación de las primeras estrellas, pueda ver estas estrellas oscuras directamente.

Este artículo fue publicado originalmente universo hoy por Paul M. Sutter. Leer el El artículo original está aquí.