Publicado en PRL: El modelo de concordancia de la gran explosión explica la ley universal de la materia oscura en los halos galácticos

 

Todas las galaxias están rodeadas por un halo de materia oscura “invisible” que sólo podemos detectar gracias a sus efectos gravitatorios sobre la materia (ordinaria) “visible.” El año pasado Gentile et al. [1] publicaron en Nature el descubrimiento de una ley universal para la materia oscura de los halos galácticos, que relaciona su densidad y tamaño, válida tanto en galaxias enanas como en grandes cúmulos galácticos. Un nuevo artículo en PRL de Boyarsky et al. [2] muestra que dicha relación se puede explicar con el modelo ΛCDM o Lambda-CDM, el modelo de concordancia de la gran explosión (Λ es la constante cosmológica responsable de la actual aceleración de la expansión del Universo y CDM son las siglas en inglés de materia oscura fría, materia no bariónica que no ha alcanzado el equilibrio térmico por colisiones mutuas). La ley universal observada se puede entender (cualitativamente) en el marco de la teoría de formación de halos galácticos por caída de materia desde el exterior (secondary infall). ¿Para qué sirve esta ley universal? Boyarsky et al. [2] afirman que permitirá estudiar desviaciones o modificaciones de la ley de gravitación universal a escala cosmológica mediante el estudio de violaciones de dicha ley universal. En un artículo posterior [4] realizan el primer intento en este sentido, aunque todavía hay mucha incertidumbre, parece que algunas teorías MOND (dinámica newtoniana modificada) podrían tener dificultades para explicar la ley universal de los halos galácticos en todo el rango de órdenes de magnitud en la que es válida. La ley universal de la materia oscura en los halos galácticos se está incorporando rápidamente a nuestro saber general sobre halos galácticos [3]. 

[1] Gianfranco Gentile, Benoit Famaey, HongSheng Zhao, Paolo Salucci, “Universality of galactic surface densities within one dark halo scale-length,” Nature 461: 627-628, 1 October 2009 [gratis en ArXiv].

[2] Alexey Boyarsky, Andrey Neronov, Oleg Ruchayskiy, Igor Tkachev,”Universal properties of Dark Matter halos,” Physical Review Letters 104, 191301, 17 May 2010 [gratis en ArXiv].

[3] Alexey Boyarsky, Oleg Ruchayskiy, “New probe of modified gravity,” ArXiv, Submitted on 4 Jan 2010.

[4] Nicola R. Napolitano, Aaron J. Romanowsky, Crescenzo Tortora, “The central dark matter content of early-type galaxies: scaling relations and connections with star formation histories,” ArXiv, Submitted on 8 Mar 2010.