Un grupo de investigadores ha determinado que la materia oscura, si es una partícula, podría afectar a las gigantes rojas al encontrarse en su interior. Son estrellas, de masa similar al Sol, que han llegado al final de su vida y están en sus últimas etapas. En ese caso, su vida podría verse seriamente afectada…
La materia oscura podría afectar a la recta final de algunas estrellas
La materia oscura supone la mayor parte de la materia del universo. Sin embargo, no se puede observar de forma directa. Su presencia solo se puede medir de forma indirecta, a través de la gravedad. Ese comportamiento es lo que ha llevado a un grupo de investigadores a detallar un comportamiento de lo más peculiar. Si, en el interior de una gigante roja, se acumula demasiada materia oscura, la vida de una estrella que esté en la fase de gigante roja podría verse acortada a la mitad. Es un hallazgo que podría ser muy útil.
Al llegar al final de sus vidas, las estrellas como el Sol dejan de fusionar hidrógeno en su núcleo. En ese momento, el núcleo de helio, inerte, queda rodeado por un caparazón en el que continúa el proceso de fusión. Tras cientos de millones de años, el núcleo se contrae, al no haber generación de energía que lo mantenga equilibrado. Al contraerse su temperatura aumenta. Eso provoca que el resto de la estrella se hinche y alcance proporciones monstruosas. El Sol, por ejemplo, llegará a alcanzar la órbita de la Tierra cuando se convierta en gigante roja.
Pero no es un escenario del que nos tengamos que preocupar, porque no sucederá hasta dentro de 4500 millones de años. Es posible estimar la vida de una estrella en esa fase estudiando la física que afecta al núcleo. Analizando hasta dónde llegará el aumento de temperatura del helio para terminar provocando su fusión. Es algo que desencadenará la recta final de la vida de la estrella. Generalmente, el cálculo no presenta muchas dificultades. Pero en ocasiones el comportamiento de la estrella no encaja con lo que se esperaba.
El papel de la materia oscura
Hay que recordar que no se sabe exactamente qué es la materia oscura. Sí se sabe cuál es su efecto. Su presencia es necesaria para explicar, por ejemplo, por qué una galaxia se mantiene unida. Si se tiene en cuenta solo la suma de la materia visible se obtiene que no debería ser capaz de mantenerse unida por su propia gravedad. La presencia de la materia oscura es necesaria para explicar por qué las galaxias no se descomponen. Además, para que el universo se comporte tal y como se observa, tiene que ser muy abundante.
Aproximadamente el 80% de la materia del universo es materia oscura. Solo el 20% restante es materia visible. Al solo interactuar con la gravedad, no hay forma alguna de estudiarla. En ocasiones se ha planteado que podría tratarse de una partícula, que sería completamente desconocida. Lo que está claro es que debe interactuar con la materia visible a través de la gravedad. Es lo que ha permitido detectar su presencia. Más allá de ese aspecto, se han hecho diferentes suposiciones. Por ejemplo, puede que se formen acumulaciones de materia oscura.
Del mismo modo, podría haber regiones con una mayor densidad de materia oscura, en el interior de objetos compuestos por materia normal, como estrellas o planetas. Eso lleva a preguntarse qué sucede si la materia oscura se acumula en el interior de estrellas normales y corrientes. Un grupo de investigadores ha intentado entender cómo afecta la materia oscura al comportamiento de las estrellas que entran en fase de gigante roja. Su conclusión es que afecta notablemente a la duración de las últimas etapas del astro.
La materia oscura puede afectar a las gigantes rojas acortando su vida
En el estudio, los investigadores explican que, si se acumula demasiada materia oscura en el interior de una gigante roja, su núcleo de helio se contrae más de lo que lo haría en condiciones normales. Ese aumento de densidad provoca que la temperatura también aumente. Eso, a su vez, provoca un aumento de luminosidad, provocando que la evolución posterior de la estrella se vea sensiblemente acortada. Además, ni siquiera hace falta una gran cantidad de materia oscura para provocar un cambio dramático en la vida de la estrella.
Si el 10% de la masa del núcleo de la gigante roja fuese materia oscura, las temperaturas aumentarían un 10%. La luminosidad aumentaría el doble y la vida de la gigante roja se vería reducida a la mitad. Hay que recordar, sin embargo, que no se sabe si realmente hay materia oscura en el interior de las estrellas, y si las podría afectar, una vez entran en esa fase. El estudio de las gigantes rojas, en el futuro, podría tener dos beneficios diferentes. Por un lado, ayudará a entender mejor cómo se comportan estrellas como el Sol cuando llegan al final de su vida.
Por otro, podría ser una puerta para comprender la materia oscura y descubrir si algunas de las suposiciones que se han venido haciendo a lo largo de los años son correctas. Si, por ejemplo, se determina que está presente en el interior de las estrellas, habrá una cascada de preguntas inevitable. Todo ello sería tremendamente positivo. Solo conocemos el 5% del universo, el 95% restante (repartido aproximadamente en un 25% de materia oscura y un 70% de energía oscura) solo es algo cuyos efectos se puede intuir. Poder estudiar ese 25% más sería toda una revolución…
Estudio
El estudio es C. Sunny, A. Kenath, C. Sivaram; «Effects of Dark Matter in Red Giants». Ha sido publicado en la plataforma arXiv y puede ser consultado en este enlace.
Referencias: Universe Today
