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¿Está la materia oscura detrás de las extinciones masivas?

Científicos de Harvard proponen la existencia de un disco de materia oscura en la galaxia que estaría perturbando las órbitas de los cometas. El movimiento del Sistema Solar respecto al disco provocaría perturbaciones cíclicas que habrían conducido a las extinciones.

Oscilación del Sistema Solar en su órbita
Oscilación del Sistema Solar en su órbita APS/Alan Stonebreaker

La ruta que sigue nuestro Sistema Solar a través de la galaxia se vuelve accidentada en ocasiones y esto podría estar afectando al número de cometas que pasan por las cercanías de la Tierra. La frecuencia de los grandes impactos, como el que probablemente mató a los dinosaurios, se ajusta llamativamente bien con la de las veces que el Sol y sus acompañantes atraviesan el plano del disco galáctico. Que por qué esto afectaría al número de objetos que caen al interior del Sistema Solar aumentando las probabilidades de una colisión catastrófica no estaba claro.

La frecuencia de los grandes impactos se ajusta con los periodos en que el Sol atraviesa el disco galáctico

Ahora, Lisa Randall y Matthew Reece, ambos de la Universidad de Harvard, aventuran la hipótesis de que podría existir un disco de materia oscura, que constituye el 85% de toda la materia del universo aunque no la podamos “ver”, en el plano galáctico que estaría perturbando las órbitas de los cometas. Publican sus resultados en Physical Review Letters.  

Los impactos de cometas han jugado un papel significativo en la historia del planeta, creando cráteres, aportando agua y otros compuestos y causando extinciones masivas. Muchos de estos cometas provienen de la nube de Oort, una envoltura esférica de cuerpos helados en los límites exteriores del Sistema Solar que se extiende desde el límite externo de la órbita de Neptuno hasta medio camino a la estrella más cercana. Como la nube de Oort está tan alejada del Sol y, por tanto de su dictadura gravitatoria, sus elementos son muy sensibles a perturbaciones provocadas por fuerzas gravitacionales de otros cuerpos.

Efectivamente, hay indicios de que la frecuencia de los impactos (tanto de cometas como de asteroides) sobre la Tierra es del orden de 25 a 35 millones de años, lo que sugiere que existe una conexión entre la dinámica de las regiones exteriores del Sistema Solar y la lluvia de cometas sobre la Tierra.

Se han propuesto dos hipótesis para explicar la posible periodicidad en los impactos de cometas. Una es que la perturbación gravitatoria de la nube de Oort la provoca una estrella compañera del Sol (llamada Némesis) o un planeta (llamémoslo X). Sin embargo, ni Némesis ni X han sido detectados por ningún telescopio de ninguna especie, ni siquiera por WISE, un telescopio infrarrojo para el que algo así es muy difícil que pase desapercibido. Por lo que esta idea está descartada a efectos prácticos.

El Sistema Solar es como la cabeza de un nadador nadando a braza

Una hipótesis alternativa es que la influencia gravitatoria se deba a la densidad del disco galáctico. Para entender esto tenemos que imaginar que el disco de la galaxia es la superficie del agua de una piscina y que el Sistema Solar es la cabeza de un nadador nadando a braza: unas veces está por encima de la superficie y otras por debajo, con un cierto ritmo. Nuestro Sol orbita alrededor del centro de la galaxia, empleando 250 millones de años en completar una revolución. Esta trayectoria no es una curva en un plano, sino que oscila arriba y abajo, como el nadador, y cruza el plano galáctico cada 32 millones de años aproximadamente. Como el disco galáctico no es uniforme, sino más denso conforme más cerca estamos del plano galáctico, eso significa que el Sistema Solar está sometido por este movimiento a una especie de mareas gravitatorias. Estas mareas  podrían perturbar la nube de Oort y aumentar las probabilidades de una colisión con la Tierra.

Esta hipótesis está muy bien pero tiene un fallo. La materia ordinaria en el disco galáctico no parece que sea suficiente para provocar una perturbación gravitatoria como la necesaria. Y aquí es donde entran Randall y Reece: sugieren que en el disco de 1.000 años luz de ancho de materia ordinaria también podría haber un disco de materia oscura de tan solo 30 años luz, lo que es consistente con los datos astronómicos de nuestra galaxia.

Centrándose en el análisis de cráteres de más de 20 km de diámetro creados en nuestro último año galáctico, es decir, en los últimos 250 millones de años solares, Randall y Reece afirman que su hipótesis del disco de materia oscura podría producir el patrón observado en la frecuencia de cráteres con una incertidumbre estadística aceptable.

Si bien los datos geológicos disponibles no son suficientes, y nuestro conocimiento de la materia oscura es muy limitado (por ejemplo, habría que explicar por qué se forma un disco en vez de un halo), la hipótesis no deja de ser muy interesante. Además uniría, aún más si cabe, la evolución de la vida en la Tierra a la evolución de la galaxia y del propio universo. 

Referencias: Lisa Randall and Matthew Reece (2014) Dark Matter as a Trigger for Periodic Comet Impacts Phys. Rev. Lett. 112, 161301 DOI: 10.1103/PhysRevLett.112.161301 Daisuke Nagai (2014) Dark Matter May Play Role in Extinctions Physics 7, 41 DOI: 10.1103/Physics.7.41

 * Este artículo es parte de ‘Proxima’, una colaboración semanal de la Cátedra de Cultura Científica de la UPV con Next. Para saber más, no dejes de visitar el Cuaderno de Cultura Científica.


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