Cómo se podría medir la materia oscura en el sistema solar

La materia oscura siempre ha sido un misterio para los astrónomos, en gran parte porque es muy difícil de medir directamente. Un equipo de científicos cree que tiene una forma de medir directamente la influencia de la materia oscura, se trata de una sonda especializada que se ubicaría muy lejos de la Tierra durante un tiempo.

La gravedad es una fuerza muy predecible: su fuerza disminuye con la distancia. Mientras está parado en la Tierra, su influencia es la fuente más fuerte de gravedad. De manera similar, si un objeto flota alrededor del sistema solar, es probable que el sol sea su fuente de gravedad más fuerte. Pero incluso en el propio sistema solar, la materia oscura influye en la gravedad que sienten los objetos que orbitan alrededor del sol.

Esto se debe a que la materia (tanto 'oscura' como 'bariónica', es decir, normal) fuera del sistema solar también atrae objetos dentro del sistema solar. Sin embargo, ese tirón es más débil debido a las enormes distancias entre los objetos. El Dr. Edward Belbruno llama a este tirón la "fuerza galáctica". Él y sus colegas calcularon que aproximadamente el 45% de esta fuerza galáctica fue causada por materia regular, mientras que el otro 45% fue causado por materia oscura.

La menor influencia de la materia oscura no parece tener sentido, dado que representa hasta el 95 % de la atracción gravitatoria de la galaxia. Sin embargo, esa disparidad parece deberse a la distancia entre los objetos del sistema solar y la gran mayoría de la materia oscura de la galaxia. La materia oscura se agrupa en un halo alrededor del exterior de la galaxia. Dado que nuestro sistema solar no está muy cerca del borde, el impacto de la materia oscura en los objetos dentro del sistema solar se minimiza aún más.

Eso no significa que sea completamente indetectable. Los cálculos presentados en el documento sugieren que la influencia de la materia oscura podría haber movido la sonda Pioneer 10 hasta 1,5 m (5 pies). Es cierto que es una distancia mínima en comparación con los miles de millones de kilómetros que ha recorrido durante sus 50 años de vida útil. Pero con los instrumentos adecuados, se podría medir un efecto similar en una nave espacial diferente.

El documento sugiere que una sonda configurada con un experimento diseñado específicamente para monitorear las influencias gravitatorias podría detectar los efectos de la materia oscura simplemente viajando a 100 unidades astronómicas (UA) —una distancia equivalente a la que separa el Sol de la Tierra— y dejando caer una bola en el espacio. Esta bola tendría que ser reflectante, pero estaría sujeta solo a la fuerza galáctica. Por el contrario, la nave espacial, que también tendría que tener una fuente de energía de uso común llamada generador térmico de radioisótopos (RTG), también estaría sujeta a la fuerza térmica causada por ese RTG.

Al restar la aceleración (o desaceleración) causada por la fuerza térmica de la diferencia de aceleración general de la sonda, los científicos podrían averiguar qué aceleración gravitacional es causada por la propia fuerza galáctica. Actualmente, no hay ninguna misión diseñada para tal experimento, pero se ha presentado como concepto una llamada sonda interestelar. Haría una pausa a las 500 UA para observar las condiciones allí y, con el equipo adecuado, podría ser la fuente de sonda necesaria para estudiar directamente los efectos de la materia oscura por primera vez.