Habrían descubierto la primera estrella de materia oscura en el Universo

En un sistema estelar distante y extraño, una estrella similar al Sol orbita alrededor de un objeto invisible, que en un principio se definió como un agujero negro. Sin embargo, nuevos datos sugieren que puede ser el primer ejemplo identificado hasta hoy de una "estrella bosónica" hecha de materia oscura, según postulan los científicos en un nuevo estudio. De confirmarse este descubrimiento, podrían comenzar a revelarse muchos de los misterios relacionados con la enigmática materia oscura.

En base a datos del satélite Gaia de la Agencia Espacial Europea (ESA), los astrónomos Alexandre Pombo e Ippocratis Saltas han afirmado en un nuevo estudio, publicado recientemente en arXiv, que las observaciones de un extraño sistema estelar, compuesto por una estrella similar al Sol que orbita alrededor de un supuesto agujero negro, podrían esconder un hallazgo mucho más revolucionario: el agujero negro sería en realidad la primera estrella bosónica, integrada completamente por materia oscura, detectada hasta hoy en el Universo. 

El compañero invisible

Aunque se sabe poco sobre este misterioso sistema estelar, los científicos identificaron una estrella con una masa casi idéntica a la de nuestro Sol y una composición química similar, que orbita alrededor de un enigmático compañero invisible, notoriamente más masivo: el extraño objeto posee alrededor de 11 masas solares. 

Los dos objetos se orbitan entre sí a una distancia de 1,4 Unidades Astronómicas (AU), o sea aproximadamente la distancia a la que Marte orbita alrededor del Sol, completando una órbita cada 188 días. Según un artículo publicado en Space.com y firmado por Paul Sutter, astrofísico en Suny Stony Brook y el Instituto Flatiron en Nueva York, en primer término se pensó que el compañero de la estrella era un agujero negro, tal como indicaría la lógica científica de acuerdo a nuestros conocimientos actuales.

A pesar de esto, Pombo y Saltas pusieron en duda esta supuesta certeza, porque un agujero negro de esas dimensiones debería haber surgido luego de la muerte de una estrella extremadamente masiva, y no sería tan sencillo que dos objetos con las características mencionadas se mantengan en órbita uno alrededor del otro durante millones de años.

En consecuencia, pensaron que tal vez ese compañero orbital oscuro es algo mucho más exótico, incluso que un agujero negro: podría tratarse de una estructura compuesta por un grupo de partículas de materia oscura. Como sabemos, la materia oscura es una forma invisible de materia que constituye la mayor parte de la masa de cada galaxia. Aunque aún no se tiene una comprensión sólida de su identidad y naturaleza, los científicos saben que existe por la influencia que ejerce sobre otros objetos.

¿Una estrella de materia oscura?

Se cree que la materia oscurase distribuye uniformemente en cada galaxia, pero también es posible que se acumule sobre sí misma. Sería el caso de un nuevo tipo de bosones, partículas que inundarían el cosmos y que tendrían la capacidad de formar grandes grupos. Algunos de estos grupos podrían tener el tamaño de sistemas estelares completos, pero otros podrían ser mucho más pequeños: estos conjuntos más acotados de materia oscura bosónica podrían alcanzar el tamaño de una estrella, y por eso han recibido el nombre de estrellas bosónicas.

Como corresponde a su composición, las estrellas de bosones serían completamente invisibles. Debido a que la materia oscura no interactúa con otras partículas o con la luz, solo podemos detectarlas a través de la influencia gravitatoria en su entorno, como por ejemplo en el caso de que una estrella normal orbitara a una estrella bosónica. En el ejemplo estudiado, los científicos creen que la información de Gaia podría ser suficiente para reemplazar al supuesto agujero negro por una estrella de bosones, explicando todos los datos de observación.

Ahora, nuevos estudios deberán confirmar o refutar esta hipótesis, que podría marcar el primer hallazgo de una estrella de materia oscura, un descubrimiento que significaría un antes y un después en cuanto a nuestra comprensión sobre este tipo de materia y su impacto en las estructuras cósmicas. 

Referencia

A Sun-like star orbiting a boson star. Alexandre M. Pombo and Ippocratis D. Saltas. arXiv (2023). DOI:https://doi.org/10.48550/arXiv.2304.09140