La idea de que los exoplanetas podrían servir como herramientas para estudiar la materia oscura puede parecer sacada de la ciencia ficción, pero un estudio reciente de la Universidad de California en Riverside propone justamente eso. Esta investigación sugiere que, bajo ciertas condiciones, los planetas gigantes similares a Júpiter podrían acumular suficiente materia oscura en su interior como para colapsar en agujeros negros.
Durante años, los científicos han concentrado sus esfuerzos en objetos como el Sol, estrellas de neutrones y enanas blancas para comprender el comportamiento de esta forma invisible de materia que representa cerca del 85% de la materia total del universo. Pero el auge en la detección de exoplanetas, con más de 5.000 descubiertos hasta ahora, abre un nuevo escenario para esta búsqueda.
El modelo de materia oscura superpesada no aniquilante
El estudio publicado en Physical Review D se centra en un modelo específico: el de materia oscura superpesada no aniquilante. Esta teoría propone que las partículas de materia oscura son extremadamente masivas y, a diferencia de otras propuestas, no se destruyen entre sí al interactuar, como ocurre con la materia y la antimateria.
Según los investigadores, estas partículas pueden ser atrapadas por la gravedad de un planeta gigante. Al perder energía, se hunden lentamente hasta el núcleo del planeta, donde se acumulan a lo largo de miles de millones de años. Si se alcanza una masa crítica, estas partículas podrían colapsar en un minúsculo agujero negro, que comenzaría a devorar el planeta desde dentro, manteniendo su masa pero cambiando completamente su naturaleza.
Lo que podríamos llegar a observar
Uno de los aspectos más intrigantes del modelo es que este proceso podría suceder en escalas de tiempo observables, es decir, no sería necesario esperar el final del universo para detectar sus efectos. En ciertas condiciones de temperatura, composición y densidad, un exoplaneta podría generar múltiples agujeros negros a lo largo de su vida. Esta posibilidad convierte a los exoplanetas en sondas naturales para explorar propiedades de la materia oscura que hasta ahora se creían inaccesibles.
Además, si se llegaran a detectar agujeros negros del tamaño de un planeta, algo que nunca ha sucedido, se abriría un nuevo capítulo en la física. Actualmente, todos los agujeros negros confirmados tienen masas mayores a la del Sol, por lo que encontrar uno con la masa de un planeta desafiaría profundamente las teorías actuales sobre su origen.
El papel clave de los exoplanetas en la física teórica
Según Mehrdad Phoroutan-Mehr, autor principal del estudio, los exoplanetas no han sido considerados hasta ahora en los modelos de materia oscura por la falta de datos detallados sobre ellos. Sin embargo, las misiones espaciales recientes y las próximas a lanzar prometen una riqueza sin precedentes de información sobre estos cuerpos. Esto podría permitir descartar algunos modelos y apoyar otros con evidencia directa.
Por ejemplo, si no se encuentran exoplanetas colapsados en ciertas regiones ricas en materia oscura, podría sugerirse que la materia oscura no posee las propiedades que predice el modelo superpesado no aniquilante. En cambio, si se encontrara una población de agujeros negros planetarios, sería una prueba poderosa a favor de este modelo específico.
Efectos secundarios: calor y radiación
Otra consecuencia interesante del modelo es que la acumulación de materia oscura podría calentar el planeta desde su interior o incluso provocar la emisión de radiación de alta energía. Aunque actualmente los instrumentos no son lo suficientemente sensibles para captar estas señales, telescopios y misiones futuras podrían estar en condiciones de hacerlo.
Este calentamiento interno podría incluso notarse en planetas que, por su distancia a su estrella, deberían estar congelados pero presentan temperaturas más altas de lo esperado. Detectar una anormalidad como esa podría ser una pista indirecta del efecto de la materia oscura en su estructura.
Redefiniendo nuestras herramientas para entender el cosmos
La investigación también resalta un cambio en la forma en que se abordan los grandes misterios del universo. Mientras antes se recurría a las estrellas como laboratorios naturales, ahora también los planetas -incluso los que orbitan estrellas lejanas- entran en juego. Este enfoque más amplio puede ayudar a revelar propiedades que, hasta ahora, han permanecido escondidas entre ecuaciones y telescopios.
El estudio, financiado por el Departamento de Energía de EE.UU. y el Instituto de Astrobiología de la NASA, no pretende ofrecer respuestas definitivas, sino abrir nuevas rutas para explorar lo invisible. Y es que, como suele ocurrir en la ciencia, cada posible explicación abre más preguntas que respuestas, pero también amplía los límites de lo que se considera posible.
