Nuevo modo de captar señales de la materia oscura

La materia oscura es una clase extraña de materia que nunca ha podido ser observada directamente (no emite ningún tipo de radiación) y cuya naturaleza es desconocida. Pese a ello, es mucho más abundante en el universo que la materia normal, de la que está hecho todo lo que conocemos. La presencia de la materia oscura puede deducirse a partir de su influencia gravitatoria sobre la materia normal.

Se ha venido especulando con la posibilidad de que cuando, en una región del cosmos con alta densidad de materia oscura, dos agujeros negros que se orbitan mutuamente van acercándose cada vez más hasta colisionar y fusionarse en uno solo, las ondas gravitacionales emitidas podrían portar señales no solo de los dos agujeros negros sino también de la materia oscura de la zona.

Ahora, unos físicos han encontrado un modo de identificar, desde la Tierra, esas huellas dejadas en las ondas gravitacionales por la materia oscura.

El método lo ha ideado un equipo integrado, entre otros, por Josu Aurrekoetxea, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Estados Unidos, y Soumen Roy, del Real Observatorio astronómico de Bélgica.

El nuevo método permite hacer predicciones sobre cómo se vería una onda gravitacional si fuera producida por agujeros negros que se mueven a través de materia oscura, en vez de a través de espacio vacío.

Las ondas gravitacionales (ondas azules y rojas) pueden transportar huellas de cualquier materia oscura (violeta claro) a través de la cual dos agujeros negros en proceso de chocar y fusionarse hayan pasado durante sus respectivos trazados orbitales cada vez más cortos. (Imagen: equipo de investigación / MIT. CC BY-NC-ND 3.0)

Aurrekoetxea, Roy y sus colegas aplicaron la técnica a datos de ondas gravitacionales disponibles públicamente, registrados durante observaciones previas realizadas por la red LIGO-Virgo-KAGRA (LVK), la red global de observatorios de ondas gravitacionales que detecta a las que provienen de fusiones de agujeros negros y otros casos parecidos.

Los investigadores analizaron las señales de ondas gravitacionales registradas durante las tres primeras campañas de observación de la LVK. De las 28 señales más claras, el equipo descubrió que 27 se originaron en agujeros negros que se fusionaron en el vacío, como esperaban los físicos. Sin embargo, el patrón de una señal, GW190728, muestra posibles indicios de una huella de materia oscura.

Aurrekoetxea, Roy y sus colegas exponen los detalles técnicos de su método en la revista académica Physical Review Letters, bajo el título “Scalar fields around black hole binaries in LIGO-Virgo-KAGRA”. (Fuente: NCYT de Amazings)