Planetas compactos: un nuevo camino inexplorado hacia la materia oscura

Laura Tolós, investigadora del Instituto de Ciencias del Espacio (IEEC-CSIC), ha estudiado la posible existencia de un nuevo tipo de objetos astronómicos: los planetas compactos con materia oscura. Se trataría de exoplanetas de radios inusualmente pequeños con materia oscura en su interior. Los resultados de la investigación se acaban de publicar en Physical Review D.

De confirmarse, serían unos planetas como no se han visto hasta ahora, y representarían una evidencia de la presencia de materia oscura en nuestro Universo. Los planetas compactos con materia oscura constituirían una nueva familia de objetos astronómicos, formados por materia oscura y material estelar proveniente de estrellas compactas, como las estrellas de neutrones y las enanas blancas. El estudio desarrollado por Tolós, en colaboración con el profesor Juergen Schaffner-Bielich, de la Universidad de Frankfurt, analiza la estabilidad y las características de estos nuevos objetos astronómicos con materia oscura en su interior.

Interrogantes abiertos

Las observaciones astrofísicas y cosmológicas revelan que la mayor parte de la masa presente en el Universo es materia oscura, es decir: una materia que no podemos detectar pero cuya existencia se deduce a partir de los efectos gravitatorios que ejerce sobre la materia visible.

La naturaleza y las características de la materia oscura son aún una incógnita, a pesar de que se han dedicado grandes esfuerzos desde el punto de vista teórico y observacional. Entre los métodos indirectos de búsqueda y análisis de la materia oscura destaca el estudio de los efectos de la materia oscura en las propiedades y evolución de las estrellas de neutrones y enanas blancas.

Posibles nuevas respuestas

Precisamente a raíz del estudio de estos tipos de estrellas, los investigadores lanzaron la hipótesis de un nuevo tipo de objeto astronómico que permitiría saber más sobre la existencia y naturaleza de la materia oscura. Los llamados planetas compactos con materia oscura serían objetos astronómicos estables con materia visible proveniente de estrellas compactas y materia oscura en su interior. Tendrían una masa similar a la de la Tierra o Júpiter (de ahí haberlos bautizado como planetas), y un radio de decenas a centenares de kilómetros. Es decir: un radio muy pequeño para esta masa y, por tanto, cuerpos muy compactos.

Los investigadores han predicho que la formación de estos planetas compactos se debería a la atracción gravitatoria ejercida sobre material estelar por “grumos” de materia oscura originados tras el Big Bang.

Observación: el próximo reto

“La observación de objetos astronómicos con masas similares a la de Júpiter o la Tierra pero con radios inusualmente pequeños sería evidencia de su existencia”, explica Laura Tolós. Pero esta observación representa un gran desafío debido precisamente al pequeño tamaño de los planetas compactos con materia oscura.

La detección podría realizarse a través del efecto de lente gravitacional, ampliamente utilizado en la búsqueda de exoplanetas (planetas fura del Sistema Solar). Este efecto se basa en que la trayectoria de la luz emitida por una estrella lejana es modificada por la presencia de otra estrella cercana al planeta, lo que magnifica su brillo y permite en consecuencia la observación del mismo.

Habrá que esperar para ver si en un futuro cercano las observaciones de exoplanetas con radios muy pequeños confirman las predicciones teóricas sobre la existencia de los planetas compactos con materia oscura.