Aunque constituye cerca del 85 por ciento de toda la materia en el universo, la materia oscura es frustrantemente difícil de precisar. Con el fin de averiguar qué es, gran parte de la búsqueda consiste en descartar lo que la materia oscura no es, y ahora los físicos de Stanford y el Laboratorio Nacional de Aceleradores SLAC la han reducido aún más. Usando observaciones de galaxias que orbitan la Vía Láctea, el equipo encontró que la materia oscura es probablemente más clara de lo que se pensaba anteriormente – e interactúa aún menos con la materia normal.

La materia oscura se llama así porque no emite ni reacciona a la luz de ninguna manera, y rara vez interactúa con la materia regular, haciéndola casi invisible para nosotros. La única manera de saber si hay algo es por sus efectos gravitacionales en las cosas que podemos ver.

Lo que es realmente la materia oscura y cuáles son sus propiedades sigue abierto al debate, pero los científicos han desarrollado algunos modelos. Uno de los más aceptados se conoce como el modelo Lambda de materia oscura fría (Lambda CDM), y asume algunas cosas acerca de la materia misteriosa: es «frío», lo que significa que se mueve mucho más despacio que la velocidad de la luz, y es «sin colisión», por lo que muy rara vez choca con la materia regular.

El modelo Lambda CDM también nos dice que la materia oscura jugó un papel vital en la formación del universo tal como lo conocemos. En los primeros tiempos, el cosmos era básicamente plano y uniforme, pero como se movía más lentamente, la materia oscura tendía a aglomerarse en «aureolas». Eventualmente, la gravedad atrajo la materia regular hacia esos grupos, haciendo que las galaxias se formaran en estructuras que parecen telarañas gigantescas y centelleantes.

Aunque este modelo ha funcionado bien para explicar estas estructuras a gran escala, tiende a desmoronarse cuando se aplica a escalas más pequeñas, como las galaxias individuales. Por ejemplo, el modelo predice que nuestra propia Vía Láctea debería ser orbitada por miles de galaxias satélites más pequeñas, pero hasta ahora sólo se han descubierto 59.

Los investigadores del nuevo estudio usaron esto como punto de partida para ajustar el modelo. Hicieron simulaciones de cómo se veía el universo cuando estaba lleno de materia oscura de diversas propiedades, y luego recubrieron los haloes de materia oscura resultantes con la estructura conocida de las galaxias satélites de la Vía Láctea, para ver qué tan bien encajaba todo esto.

Encontraron que para que todo encaje bien, la materia oscura debe tener una masa más clara y debe ser más «cálida» (es decir, se mueve un poco más rápido) de lo que se suponía anteriormente. También parece interactuar aún menos a menudo con la materia regular – cerca de mil veces más débilmente que el límite anterior. Eso podría explicar por qué ninguno de los muchos experimentos diseñados para detectar esas interacciones ha registrado señales todavía.

«Lo que es realmente emocionante es que nuestro estudio vincula muy bien las observaciones experimentales de galaxias débiles de hoy con las teorías de la materia oscura y su comportamiento en el universo primitivo», dice Ethan Nadler, autor principal del estudio. «Conecta muchas piezas, y al hacerlo nos dice algo muy profundo sobre la materia oscura. Aunque todavía no sabemos de qué está hecha la materia oscura, nuestros resultados son un paso adelante que establece límites más estrictos sobre lo que realmente puede ser».

Por supuesto, el debate sobre la materia oscura está lejos de terminar. Otros estudios sugieren que la misteriosa materia puede estar en estados difusos y excitados, hecha de partículas cargadas eléctricamente, reunirse en «pelos» alrededor de planetas, o existir como una especie de «fluido oscuro» con masa negativa.

La investigación fue publicada en la revista Astrophysical Journal Letters. La evolución simulada de la materia oscura se puede ver en el siguiente video.