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(noticias nanowerk) Entonces, ¿cómo se puede medir la velocidad de la materia oscura? El requisito previo es encontrar una galaxia en el universo que se mueva en relación con la materia oscura. Como todo en el universo se mueve y hay mucha materia oscura, no es difícil encontrar galaxias de este tipo.
Los objetos pesados como las galaxias atraen todo tipo de materia, ya sea materia oscura o materia visible, que encontramos todos los días. A medida que la materia oscura pasa por una galaxia, la galaxia comienza a atraer las partículas de materia oscura hacia sí misma. Sin embargo, cambiar la dirección de la velocidad de las partículas lleva tiempo. Antes de que su trayectoria gire hacia la galaxia, ya logran atravesar la galaxia.
Esto significa que las partículas de materia oscura no penetran en la galaxia, sino que se mueven detrás de ella (ver vídeo). Por lo tanto, la densidad de materia detrás de la galaxia aumenta, lo que hace que la galaxia se ralentice, un fenómeno llamado fricción dinámica. La fuerza de la fricción dinámica, a su vez, depende de la rapidez con la que las partículas de materia oscura atraviesan la galaxia, es decir, de cuánto tiempo tiene la galaxia para cambiar la trayectoria de las partículas de materia oscura. Cuando las partículas se mueven lentamente, la densidad de la materia aumenta al acercarse a la galaxia, ralentizándola aún más.
![Ilustración de fricción dinámica](https://www.nanowerk.com/news2/space/id64531_1.jpg)
El punto verde representa una galaxia y los paneles superiores muestran el movimiento de partículas de materia oscura más allá de la galaxia (si hay una galaxia presente en el panel correspondiente). Los paneles inferiores muestran la forma de todas las trayectorias y muestran que el campo de gravedad de una galaxia afecta a las partículas de materia y crea una sobredensidad detrás de la galaxia. La sobredensidad, a su vez, ralentiza la galaxia y distorsiona su forma.
Supongamos que la galaxia que causa la fricción dinámica no es pequeña sino grande. En este caso, el exceso de densidad subyacente crea fricción de diferentes fuerzas en diferentes puntos de la galaxia, como se puede ver en la Figura 1. La diferencia de fricción hace que la forma de la galaxia se vuelva más sesgada. En la Tierra, experimentamos un cambio de forma similar a los ciclos de mareas: mareas altas y bajas causadas por la gravedad de la luna.
No importa cuán grandes lleguen a ser las partículas de materia oscura: su órbita sigue pasando detrás de la galaxia. Es posible que el método no produzca resultados precisos si el tamaño de las partículas fuera comparable al tamaño de las galaxias mismas. Sin embargo, estos modelos de materia oscura ya han sido descartados.
Encontrar las galaxias torcidas no es difícil, ya que representan alrededor del 30 por ciento de todas las galaxias en el espacio. Por supuesto, mucho depende de qué tan lejos se mire hacia las partes exteriores de una galaxia y del grado de oblicuidad que una galaxia se considere oblicua.
Además, la forma sesgada de una galaxia puede no deberse únicamente a la fricción dinámica. Hay varias otras razones para esto. Por ejemplo, las galaxias formadas tras la colisión de varias galaxias pueden ser asimétricas. Sin embargo, en este caso deberíamos poder detectar el núcleo de otra galaxia o un halo estelar más grande en algún lugar dentro de la galaxia. Una oblicuidad galáctica también puede deberse a una entrada constante de gas. En tales situaciones, la forma de la galaxia tardará unos miles de millones de años en recuperarse.
Por lo tanto, para medir las velocidades de la materia oscura necesitamos una galaxia unilateral y lo más aislada posible de otras galaxias. En este caso, es más seguro que no le pasó nada salvo el paso de la materia oscura.
En esta investigación (Astronomía y astrofísica.En “Regreso al presente: un tratamiento general del campo de mareas a partir de la traza de la fricción dinámica”) descubrimos cómo calcular con precisión las fuerzas que actúan sobre las galaxias durante los ciclos de mareas. El siguiente paso es encontrar galaxias en el universo que estén lo suficientemente sesgadas como para estudiar la velocidad de la materia oscura en relación con las galaxias.
La cosmología es un área de prueba importante de la física teórica. Calcular la velocidad de la materia oscura puede ser importante para probar nuevos modelos de materia oscura y levantar el velo del secreto sobre la naturaleza de la materia oscura.
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