Materia oscura en el corazón de una estrella de neutrones exprés

Original: "Imprints of Higgs-portal fermionic dark matter on neutron-star tidal deformability and the mass-radius slope"
arXiv:2607.17034 · 2026-07-19 · CC BY 4.0 · 2 min
Los físicos han descubierto cómo la materia oscura altera el aspecto de las estrellas de neutrones y cómo detectarlo desde la Tierra.

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Una estrella de neutrones es una ciudad del tamaño de Manhattan que pesa como medio millón de Tierras. Una cucharadita de su materia pesaría más que el Everest. Y ahora, a esta esfera superdensa se le ha añadido algo invisible e inaprensible: partículas de materia oscura.

Esto es exactamente lo que hicieron los físicos en una nueva investigación. Tomaron tres recetas diferentes (ecuaciones de estado) para la materia ordinaria de una estrella de neutrones y añadieron a cada una un poco de materia oscura: neutralinos ligeros que interactúan con la materia ordinaria mediante el intercambio de bosones de Higgs. La cantidad de materia oscura se fijó con un único parámetro: su momento de Fermi (la energía máxima de las partículas). Cuanto mayor es, más materia oscura hay en la estrella.

El neutralino es una partícula hipotética, candidata a ser la materia oscura. Apenas interactúa con la materia ordinaria, por eso es tan difícil de atrapar.

Luego, los científicos resolvieron las ecuaciones que relacionan presión y densidad, y obtuvieron cómo cambian la masa, el radio y la deformabilidad de marea de la estrella. La deformabilidad de marea indica cuán fácilmente la estrella cambia de forma bajo la gravedad de una compañera, como una pelota que se aprieta en la mano.

El resultado fue claro: la materia oscura ablanda la estrella. Con el aumento de su proporción, la masa máxima disminuye, el radio para una masa de 1.4 masas solares se reduce y la deformabilidad de marea cae bruscamente. Por ejemplo, para una de las recetas, con la proporción máxima de materia oscura, la deformabilidad disminuyó 8 veces más que la dispersión típica debida a incertidumbres en la composición de la materia ordinaria.

La deformabilidad de marea de las estrellas de neutrones se midió por primera vez en 2017 mediante las ondas gravitacionales de la fusión de dos estrellas, el evento GW170817.

Esto significa que la materia oscura se puede buscar simplemente observando estrellas de neutrones. Si la deformabilidad medida resulta notablemente menor que la que predicen los modelos sin materia oscura, será su huella. Y el efecto es tan fuerte que no se puede confundir con las incertidumbres habituales en nuestro conocimiento sobre la materia de la estrella. Así, las estrellas de neutrones se convierten en un laboratorio para buscar lo invisible.

Si una estrella de neutrones del tamaño de una ciudad se comprimiera un poco más, se convertiría en un agujero negro, y la materia oscura en su interior desaparecería tras el horizonte de sucesos.

Científicos
Enrico FermiPaul DiracFritz ZwickyAlan GuthAlexander FriedmannAndrei Linde
Conceptos
materia oscura fermiónica ondas gravitacionales de materia oscura