La materia oscura puede esclarecer los campos magnéticos en el cosmos
Los minihalos de materia oscura esparcidos por el cosmos podrían funcionar como sondas altamente sensibles de campos magnéticos primordiales, originados en los albores del Universo.
Esto es lo que se desprende de un estudio teórico realizado por SISSA (International School of Advanced Studies) y publicado en Physical Review Letters.
Presentes en escalas inmensas, los campos magnéticos se encuentran en todas partes del universo. Sin embargo, su origen sigue siendo un tema de debate entre los estudiosos. Una posibilidad intrigante es que los campos magnéticos se originaron cerca del nacimiento del universo mismo; es decir, son campos magnéticos primordiales.
El nuevo estudio demuestra que si los campos magnéticos son realmente primordiales, podrían provocar un aumento de las perturbaciones en la densidad de la materia oscura a pequeña escala. El efecto final de este proceso sería la formación de minihalos de materia oscura que, si se detectan, sugerirían una naturaleza primordial de los campos magnéticos. Así, en una aparente paradoja, la parte invisible de nuestro universo podría ser útil para resolver la naturaleza de un componente del visible.
"Los campos magnéticos están omnipresentes en el cosmos", explica en un comunicado Pranjal Ralegankar, investigador de SISSA y autor de la investigación. "Una posible teoría sobre su formación sugiere que los observados hasta ahora podrían producirse en las primeras etapas de nuestro universo".
"Sin embargo, esta proposición carece de explicación en el modelo estándar de la física. Para arrojar luz sobre este aspecto y encontrar una manera de detectar campos magnéticos 'primordiales', con este trabajo proponemos un método que podríamos definir como 'indirecto'. Nuestro enfoque se basa en una pregunta: ¿Cuál es la influencia de los campos magnéticos sobre la materia oscura?" Se sabe que no existe interacción directa. Aún así, como explica Ralegankar, "hay uno indirecto que se produce a través de la gravedad".
Los campos magnéticos primordiales pueden mejorar las perturbaciones de densidad de electrones y protones en el universo primordial. Cuando estos se vuelven demasiado grandes, influyen en los propios campos magnéticos. La consecuencia es la supresión de fluctuaciones a pequeña escala.
Ralegankar explica: "En el estudio, mostramos algo inesperado. El crecimiento de la densidad bariónica induce gravitacionalmente el crecimiento de perturbaciones de la materia oscura sin posibilidad de cancelación posterior. Esto resultaría en su colapso a pequeña escala, produciendo mini-halos de materia oscura". La consecuencia, continúa el autor, es que aunque se anulen las fluctuaciones en la densidad de la materia bariónica, dejarían huellas a través de los minihalos, todo ello únicamente a través de interacciones gravitacionales.
"Estos hallazgos teóricos", concluye Pranjal Ralegankar, "también sugieren que la abundancia de minihalos no está determinada por la presencia actual de campos magnéticos primordiales, sino más bien por su fuerza en el universo primordial. Por lo tanto, una detección de mini-halos de materia oscura reforzaría la hipótesis de que los campos magnéticos se formaron muy temprano, incluso un segundo después del Big Bang".
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