La materia oscura podría crear agujeros negros que devoren exoplanetas desde su interior

Un nuevo estudio propone que los planetas gigantes gaseosos podrían servir como laboratorios cósmicos para cazar la misteriosa materia oscura, con un desenlace potencialmente catastrófico para el propio planeta.

Crédito: MysteryPlanet.com.ar.

Un equipo de científicos de la Universidad de California en Riverside ha publicado una investigación en la revista Physical Review D que abre una nueva y fascinante vía para estudiar uno de los mayores enigmas del universo: la materia oscura. Según su modelo teórico, los exoplanetas —planetas que orbitan estrellas fuera de nuestro sistema solar— podrían no solo ayudarnos a encontrarla, sino que también podrían ser consumidos por ella.

Los investigadores sugieren que los planetas gigantes gaseosos, similares a Júpiter, pueden capturar y acumular partículas de materia oscura en sus núcleos a lo largo del tiempo. Si estas partículas pertenecen a un tipo específico conocido como materia oscura superpesada no aniquilante —cuyas partículas no se destruyen entre sí cuando chocan—, el resultado podría ser la formación de un agujero negro en el corazón del planeta.

Un planeta devorado desde adentro

El modelo describe un proceso gradual: las partículas de materia oscura, que constituyen el 85 % de la materia del universo, serían atrapadas por la gravedad del exoplaneta. Con el tiempo suficiente, su acumulación en el núcleo alcanzaría una densidad crítica, provocando un colapso gravitacional que daría origen a un diminuto agujero negro.

«Este agujero negro podría entonces crecer y consumir el planeta entero, convirtiéndolo en un agujero negro con la misma masa que el planeta original», explica Mehrdad Phoroutan-Mehr, autor principal del estudio. «Este resultado solo es posible bajo el modelo de materia oscura superpesada no aniquilante».

Este escenario podría ocurrir en escalas de tiempo observables, e incluso un solo exoplaneta podría generar múltiples agujeros negros a lo largo de su vida, especialmente en regiones ricas en materia oscura como el centro de nuestra Vía Láctea.

Una nueva herramienta para la ciencia

Hasta ahora, los astrónomos solo han detectado agujeros negros con masas superiores a la de nuestro Sol. El descubrimiento de un agujero negro con la masa de un planeta sería un hito revolucionario.

«Descubrir un agujero negro con la masa de un planeta sería un gran avance», añade Phoroutan-Mehr. «Apoyaría la tesis de nuestro artículo y ofrecería una alternativa a la teoría comúnmente aceptada de que los agujeros negros de masa planetaria solo pudieron formarse en el universo primitivo».

Esta visión artística da una impresión de cuan comunes son los planetas en torno a las estrellas de la Vía Láctea. Los planetas, sus órbitas y sus estrellas madres están todos ampliamente magnificados en relación a sus separaciones reales. Una búsqueda de seis años que rastreó millones de estrellas empleando la técnica del microlente concluyó que los planetas en torno a las estrellas son la regla más que la excepción. El número promedio de planetas por estrella es mayor que uno. Crédito: ESO/M. Kornmesser.

Gracias a los más de 5.000 exoplanetas descubiertos y a las futuras misiones espaciales que prometen datos aún más detallados, los científicos ahora tienen un nuevo campo de pruebas. Incluso la ausencia de planetas colapsando puede ser útil, ya que permite a los investigadores descartar o refinar ciertos modelos de materia oscura, de forma similar a como se utilizan las observaciones de estrellas de neutrones.

Además de este drástico final, la materia oscura también podría tener otros efectos más sutiles, como calentar los planetas o hacer que emitan radiación de alta energía. Aunque los instrumentos actuales no son lo suficientemente sensibles para detectar estas señales, los telescopios del futuro podrían ser capaces de hacerlo, abriendo una nueva ventana para comprender la naturaleza de la materia oscura.

Fuente: UCR. Edición: MP.