Cuando analizamos el contenido de materia y energía del universo, nos encontramos que el componente ordinario que vemos a diario, formando los átomos y los fotones de luz que construyen nuestro entorno visible, representa tan sólo el 4% del contenido total. ¿Qué es el resto? Mayormente una fuerza de la cual se conoce poco llamada energía oscura, alrededor del 70%, y luego tenemos un tipo de materia que sólo interactúa con la gravedad, llamada materia oscura. Al no interactuar con la luz, no podemos detectarla en forma directa. Esta última representa el 26% del contenido de energía del universo.

Recientemente, un grupo de científicos teorizó un nuevo tipo de estrella, similar a las enanas marrones que ya conocemos, la cual denominaron "enana oscura". ¿Cuál sería el distintivo de esta nueva especie? De acuerdo a la hipótesis de investigadores del Reino Unido, Hawái y Liverpool, estas estrellas pueden emitir energía gracias a la aniquilación de materia oscura en su interior. El trabajo, titulado “Dark Dwarfs: Dark Matter-Powered Sub-Stellar Objects Awaiting Discovery at the Galactic Center”, no sólo teoriza sobre su existencia sino que además propone un método para identificarlas.

Pese al nombre, estas estrellas no serían invisibles: Serían "oscuras" debido a su uso de la materia oscura para existir, pero en realidad serían similares a las enanas marrones, las cuales si bien no brillan con la intensidad de nuestro sol, emiten radiación que puede ser detectable: Estas estrellas suelen brillar débilmente al principio de su vida y luego se enfrían.

Según el estudio, si una enana marrón se encuentra en una región del espacio donde la densidad de materia oscura es alta, podría comenzar a acumular un tipo de partículas de materia oscura en su interior, llamados WIMPs (partículas masivas de interacción débil, por sus siglas en inglés). Estas partículas son muy pesadas, pero prácticamente no interactúan con la materia ordinaria. Los WIMPs podrían aniquilarse entre sí y liberar energía, algo que ocurriría en el núcleo de la estrella, permitiéndole mantener calor y brillo durante mas tiempo.

La detección del espectro litio-7 en ciertas cantidades en estrellas de edad sería un indicio claro.

“La materia oscura no emite luz ni puede ser detectada directamente por nuestros telescopios. Solo sabemos que está ahí por cómo afecta gravitacionalmente a otras cosas”, explica Jeremy Sakstein, físico de la Universidad de Hawái y uno de los autores del estudio. Pero en el caso de estas estrellas teóricas, "la materia oscura podría ser capturada por la estrella y acumularse en su interior. Si además esas partículas interactúan entre sí y se aniquilan, liberarían energía suficiente como para calentar el objeto, haciéndolo más brillante”, añadió Sakstein.

¿Cómo podríamos detectarlas?

Hay una diferencia que hace que las enanas oscuras no se comportan como las enanas marrones convencionales: Según la teorización del equipo, la temperatura, radio y luminosidad de estas estrellas deberían continuar estables en el tiempo, mientras que las enanas marrones normales se enfrían y se contraen lentamente. Además, las enanas oscuras podrían conservar elementos como el litio-7, que en otros cuerpos celestes se destruye rápidamente.

Por lo tanto, la detección de litio-7 en objetos con masa suficiente como para haberlo destruido según los modelos existentes, sería una gran prueba a favor de que esa estrella podría tener materia oscura interactuando en su núcleo. De acuerdo a la explicación del paper, “las enanas oscuras retienen su litio-7 inicial en rangos de masa donde las enanas marrones o rojas lo destruirían”.

El telescopio James Webb podría detectar los indicios de este tipo de estrella (NASA).

La materia oscura sigue siendo uno de los mayores enigmas del modelo actual de universo, junto con la energía oscura. Si bien detectamos su influencia gravitacional, aún no hemos podido detectarla en forma directa, y menos podemos saber de qué está hecha o su interacción con el universo visible. Si llegáramos a detectar enanas oscuras, primero implicaría una importante evidencia de la existencia de materia oscura en el interior de nuestra galaxia. Luego, además, sumar la evidencia de la existencia de los WIMPs y su interacción, aunque débil, con la materia ordinaria o bariónica.

La instrumentación avanzada del telescopio espacial James Webb podrían ser capaces de detectar estos cuerpos, de acuerdo al estudio. Estos instrumentos están diseñados para observar objetos fríos y lejanos en el espectro infrarrojo, además de analizar su espectro. Si detectamos enanas marrones en zonas de alta densidad de materia oscura, las cuales tienen mayor retención de litio o un brillo inesperado, estaríamos frente a un fuerte indicio de posibles enanas oscuras en nuestra Vía Láctea.