La materia oscura abre los brazos exprés
El telescopio espacial James Webb observó el cúmulo de galaxias AS1063 y distinguió decenas de miles de cúmulos globulares: densos "ovillos" de estrellas dispersos por todo el cúmulo. Su ubicación coincidió con el mapa de masa invisible que se construye a partir de la curvatura de la luz de galaxias lejanas. Esa masa invisible es la materia oscura, una sustancia que no brilla pero mantiene unidas a las galaxias con su gravedad.
Resulta que tanto la materia oscura como los cúmulos globulares tienen en el centro del cúmulo un extenso "núcleo", una región donde la densidad apenas aumenta hacia el centro. Ese núcleo en la materia oscura es el doble de grande que en los cúmulos. Los modelos estándar, en los que la materia oscura no interactúa consigo misma, no pueden explicar un núcleo tan grande. Pero si las partículas de materia oscura interactúan entre sí de vez en cuando, el núcleo surge de forma natural.
Por ahora faltan simulaciones por computadora que reproduzcan simultáneamente la materia oscura y los cúmulos globulares a la escala de un cúmulo de galaxias completo. Se necesitan cálculos con billones de partículas. Si confirman el panorama, la materia oscura dejará de ser solo una hipótesis y adquirirá propiedades concretas.
Resumen original
tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2602.15940
Deep JWST images of AS1063 reveals tens of thousands of globular clusters in the galaxy cluster AS1063. When compared with the lensing model based on the same JWST data, the distribution of globular clusters traces closely the distribution of lensing mass (mostly composed of dark matter). Interestingly, both the distributions of dark matter and globular clusters have large central cores. However the size of the core in the distribution of globular clusters is about half the size the core of the dark matter distribution. We argue that the standard cold dark matter and fuzzy dark matter models struggle to explain these large cores. Meanwhile, the self interacting dark matter with a velocity dependent cross section, combined with core stalling, offers a natural explanation to the existence of these cores if $$\sigma_{\rm SI}\approx 0.3$$ cm$$^2$$ g$$^{-1}$$ for galaxy cluster halos. But we also discuss how the lack of hydrodynamical N-body simulations capable of resolving globular clusters in galaxy cluster scale halos, hinders the possibility of ruling out the standard non-collisional dark matter scenario. Future high-resolution hydrodynamical simulations of galaxy clusters, with several trillion particles, and containing over a hundred thousand globular clusters, can provide the insight needed to transform the epistemic nature of dark matter into an ontological one
Los cúmulos globulares son algunos de los objetos más antiguos del universo; a menudo tienen más de 10 mil millones de años.