¿Y si la materia oscura existiera en dos estados? Un nuevo modelo explica el misterio de las galaxias enanas
Un equipo de astrofísicos plantea que la materia oscura podría no ser una sola entidad, sino dos componentes cuya interacción depende del entorno cósmico. La clave estaría en las galaxias enanas: donde no vemos señal, podría esconderse la respuesta.
Por Enrique Coperías, periodista científico
NGC 5477, una pequeña galaxia enana irregular del grupo de Messier 101, aparece salpicada de regiones brillantes donde nacen nuevas estrellas, visibles como nubes de hidrógeno incandescente. Captada por el telescopio espacial Hubble, la imagen revela también galaxias aún más lejanas al fondo, recordando que estos sistemas están formados en su mayor parte por espacio vacío. Cortesía: ESA / Hubble & NASA
La materia oscura, esa sustancia invisible que constituye la mayor parte del universo, sigue siendo uno de los grandes enigmas de la ciencia moderna. Sabemos que está ahí por sus efectos gravitatorios, pero nadie ha logrado observarla de forma directa.
Ahora, un estudio publicado en la revista Journal of Cosmology and Astroparticle Physics propone un atractivo giro de guion: ¿y si la materia oscura no fuera una única cosa, sino que existiera en dos estados distintos?
La idea central del trabajo es, en apariencia, contraintuitiva: la ausencia de una señal también puede ser una señal. En otras palabras, no encontrar indicios de materia oscura en ciertos lugares del cosmos no necesariamente invalida su existencia ni los modelos que intentan describirla. Más bien, podría estar diciéndonos algo nuevo sobre su naturaleza.
El enigma del exceso de rayos gamma en la Vía Láctea
Durante décadas, físicos y cosmólogos han tratado de detectar materia oscura a través de posibles huellas indirectas. Una de las más estudiadas es el llamado exceso de rayos gamma en el centro de la Vía Láctea, una emisión de alta energía que podría explicarse si partículas de materia oscura se aniquilan entre sí al encontrarse.
Sin embargo, esta interpretación compite con otras hipótesis más convencionales, como la presencia de púlsares —estrellas de neutrones altamente magnetizadas— que también podrían generar ese tipo de radiación.
🗣️ «Ahora mismo parece haber un exceso de fotones procedentes de una región aproximadamente esférica que rodea el disco de la Vía Láctea —explica Gordan Krnjaic, físico teórico en el Fermilab estadounidense y uno de los autores del estudio.
Ese exceso ha sido observado por el telescopio espacial Fermi, pero su origen sigue en discusión.
Simulación de la distribución de materia oscura en el universo temprano, hace unos 3.000 millones de años, donde se aprecia la telaraña cósmica de filamentos y vacíos. Este entramado invisible podría albergar distintos estados de materia oscura, cuya proporción variable ayudaría a explicar por qué algunas galaxias —como las enanas— no muestran las señales esperadas. Cortesía: The Virgo Consortium/Alexandre Amblard/ESA
Por qué las galaxias enanas son clave en la búsqueda de materia oscura
Para aclarar el misterio, los científicos han dirigido su atención a otros sistemas cósmicos, en particular a las galaxias enanas. Estas pequeñas galaxias, mucho más débiles que la nuestra, contienen grandes cantidades de materia oscura y apenas presentan ruido astrofísico: tienen menos estrellas y menos fuentes de radiación convencional, lo que las convierte en laboratorios ideales para buscar señales limpias.
Según los modelos estándar más simples, si la materia oscura está formada por partículas que se aniquilan con una probabilidad constante, entonces deberíamos observar señales similares tanto en el centro de la Vía Láctea como en las galaxias enanas.
«Si ciertas teorías de materia oscura son correctas, deberíamos verla en todas las galaxias, por ejemplo en todas las galaxias enanas», nos confirma Krnjaic.
El nuevo modelo: materia oscura en dos componentes
Pero aquí surge el problema: hasta ahora, esas señales no han aparecido en estos sistemas. En otros modelos, la probabilidad de aniquilación depende de la velocidad de las partículas, lo que hace que el proceso sea extremadamente raro y casi indetectable en cualquier entorno galáctico.
En ese marco, la ausencia de señal en galaxias enanas dificultaría atribuir el exceso de rayos gamma del centro galáctico a la materia oscura. El nuevo estudio propone una vía alternativa.
🗣️ «Lo que tratamos de señalar en este artículo es que podría haber un tipo diferente de dependencia con el entorno, incluso si la probabilidad de aniquilación es constante en el centro de la galaxia —explica Krnjaic. Y añade—: La materia oscura podría ser simplemente dos partículas diferentes, y esas dos partículas necesitan encontrarse para aniquilarse».
El telescopio espacial Fermi, de la NASA, observa las fuentes más energéticas del universo, incluida la radiación gamma. Sus datos han sido clave para detectar el posible exceso de rayos gamma en el centro de la Vía Láctea, una de las principales pistas en la búsqueda de materia oscura. Cortesía: NASA
Cómo funciona el modelo
En este escenario, no basta con que haya materia oscura: es necesario que coexistan dos tipos distintos de partículas en proporciones adecuadas. La probabilidad de que se encuentren —y, por tanto, de que produzcan rayos gamma— dependería de la relación entre ambas. Esa proporción podría ser equilibrada en galaxias como la Vía Láctea, pero muy desigual en galaxias enanas.
«De esta manera, se obtienen predicciones muy diferentes para la emisión», dice el investigador.
El modelo, por tanto, introduce una flexibilidad que no existe en los enfoques más simples: permite explicar por qué podríamos detectar un exceso de rayos gamma en nuestra galaxia y, al mismo tiempo, no observar nada en otras ricas en materia oscura. Lejos de ser una contradicción, esa ausencia de señal se convierte en una pista.
El papel del telescopio Fermi y las futuras observaciones
El siguiente paso será poner a prueba esta hipótesis con mejores datos. El telescopio Fermi, que fue puesto en órbita en 2008 para estudiar las fuentes de rayos gamma del universo, con el objeto de detallar un mapa de las mismas, podría proporcionar en el futuro observaciones más precisas de galaxias enanas, todavía limitadas.
Detectar una señal en estos sistemas sugeriría que las dos componentes de la materia oscura están presentes en proporciones similares; no detectarla podría indicar que una de ellas es mucho menos abundante. En cualquier caso, la interpretación no es única y dependerá de otros factores astrofísicos, por lo que será necesario contrastar el modelo con un abanico más amplio de observaciones.
El estudio, firmado por Asher Berlin, Joshua Foster, Dan Hooper y el citado Krnjaic, abre así una nueva vía para abordar uno de los mayores misterios del universo. A veces, parece sugerir, lo que no vemos puede ser tan revelador como lo que sí.▪️(9-abril-2026)
PREGUNTAS&RESPUESTAS: Materia Oscura y Galaxias Enanas
🌌 ¿Qué es la materia oscura?
La materia oscura es una forma de materia invisible que no emite luz ni energía detectable, pero cuya presencia se infiere por sus efectos gravitatorios en galaxias y estructuras del universo.
🌌 ¿Qué son los rayos gamma y por qué son importantes?
Los rayos gamma son radiación de muy alta energía. Su detección puede indicar procesos extremos, como la aniquilación de partículas de materia oscura.
🌌 ¿Por qué son importantes las galaxias enanas?
Porque contienen mucha materia oscura y pocas fuentes de ruido, lo que las convierte en los mejores laboratorios naturales para buscar señales claras.
🌌 ¿Qué aporta este nuevo modelo?
Introduce la posibilidad de que la materia oscura tenga dos componentes, lo que explica por qué las señales pueden aparecer en unas galaxias y no en otras.
Información facilitada por el SISSA Medialab
Fuente: Asher Berlin et al. dSph-obic dark matter. Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (2026). On arXiv. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2504.12372
