Zips del Conocimiento - Agujeros negros podrían ser burbujas de axiones

Las burbujas de materia oscura, formadas por axiones, podían "disfrazarse" de agujeros negros supermasivos en el centro de las galaxias. Si es así, esto podría explicar el desconcertante patrón de las emisiones de rayos X del centro de la Vía Láctea. Los cosmólogos saben que de las galaxias alojan un objeto supermasivo en su centro y creen que éstos deben ser agujeros negros. Se piensa que el responsable de las llamaradas de rayos X que vienen del centro de nuestra galaxia es un agujero negro. Las emisiones serían causadas por la materia circundante que es tragada por él. Pero observaciones recientes muestran que estas llamaradas se producen cada más o menos 20 minutos; una regularidad que es difícil de explicar en términos del comportamiento de un agujero negro.

Ahora Anatoly Svidzinsky, físico en la universidad A&M de Texas, piensa que unas partículas hipotéticas llamadas "axiones" podrían solucionar el misterio. Los axiones tiene masa muy pequeña y ninguna carga eléctrica, e interactúan muy poco con otras partículas. Fueron propuestas originalmente para solucionar un problema con la fuerza fuerte en la física de partículas, pero más recientemente se los ha considerado posibles candidatos a ser la materia oscura, el componente no visible de la materia que compone casi un 90 por ciento de la masa de una galaxia.

En los años 90, simulaciones de computadora de nubes de materia oscura hechas de axiones mostraron que en esas nubes se producirían burbujas gigantes de estas partículas. Svidzinsky piensa que existen de estas burbujas en el centro de las galaxias. Su modelo muestra que las burbujas de axiones se ampliarían y contraerían con un período de 20 minutos, lo que iguala el período de las llamaradas de infrarrojo y de rayos X de Sagitario A*, que es la ubicación del objeto compacto supermasivo detectado en el centro de nuestra galaxia. El modelo predice que las burbujas estables de axiones pesarían entre 1 millón y 2.500 millones de veces la masa del Sol, exactamente en el rango de masa que se observada en los objetos compactos de los centros de las galaxias

"La propuesta parece absolutamente intrigante", dice Tim Sumner, que lleva adelante una búsqueda de materia oscura galáctica, incluyendo axiones, en el Imperial College de Londres, Reino Unido. "Obviamente se necesita mucha más evidencia y confirmación antes de que [esta teoría] pueda desplazar los modelos establecidos".

Una presunción importante en el modelo de Svidzinsky es que la gravedad comienza a repeler cuando el campo gravitacional se hace más fuerte, una vuelta de tuerca a la relatividad general propuesta por el físico Huseyin Yilmaz en los años 90. Y esto es lo que hace que las burbujas oscilen. Cuando la burbuja crece, su tensión de superficie tironea de ella. Cuando se derrumba, su gravedad eventualmente llega a ser repulsiva y la burbuja se vuelve a extender.

El hecho de que el modelo de Svidzinsky se apoye en esta versión polémica de la gravedad no necesariamente va en su contra, dice Konstantin Zioutas del laboratorio de física de partículas CERN en Ginebra, Suiza. "En el mundo hay varios estudios en marcha que indican que Einstein no dio la última palabra en gravedad", dice Zioutas. Por ejemplo, las dimensiones adicionales pueden cambiar el modo en que la gravedad se comporta en casos extremos.

La otra pregunta importante es si realmente existen los axiones. Hubo intentos de crearlos en el laboratorio, e incluso Zioutas trató de avistarlos indirectamente en el halo del Sol. "Hasta que se confirme su existencia, los axiones se verán como un deus ex machina", dice Zioutas.

No obstante, agrega Zioutas, si Svidzinsky tiene razón, su idea podría solucionar otro misterio que tiene perplejos a los astrónomos. Así como como se observan llamaradas de rayos X, los astrónomos también pueden ver emanaciones difusas de rayos X partiendo desde nuestro centro galáctico. "No sabemos qué puede causar éstos", dice Zioutas. "Un gas que fuera suficientemente caliente para emitir esta radiación se estaría moviendo demasiado rápido como para mantenerse en nuestra galaxia". Los axiones de la materia oscura, sin embargo, podrían emitir estos rayos X al desintegrarse, explica.

Puede producirse pronto evidencia en un sentido o en el otro. "Dentro de algunos años los astrónomos serán capaces de resolver objetos compactos en el centro de las galaxias con interferómetros de radio", dice Svidzinsky. Los agujeros negros tendrán un tamaño constante, mientras que si se trata de una burbuja de axiones el radio oscilará, explica.

Zioutas está buscando la respuesta. "Hay mucho en juego aquí; reescribir a Einstein y a la materia oscura".

Fuente: New Scientist. Traducido por Eduardo J. Carletti