¿Es posible que toda la materia oscura esté hecha de planetas rebeldes (planeta flotante)?

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¿Es posible que toda la materia oscura esté hecha de planetas rebeldes (planeta flotante)? (y otras cosas como asteroides o meteoroides)

dark-matter rogue-planet Clausia
fuente
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Se había previsto en los años 90 que parte de la materia oscura en los halos estaba hecha de enanas marrones; Esto se descartó más tarde por falta de detección indirecta a través de la desviación de la luz (conocida como micro lente).
Chris
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Para ampliar el comentario de @chris sobre el denso y frío planeta como objeto en el espacio interestelar de nuestra galaxia, sume no más del 3% del exceso de densidad de masa necesaria para explicar las curvas de rotación galáctica de galaxias similares. Estas cosas están ahí afuera, pero no son la respuesta al rompecabezas.
dmckee --- ex gatito moderador el

Respuestas:

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En primer lugar comenzaré con algunas ideas:

  1. Materia bariónica : los bariones son partículas elementales formadas por 3 quarks. Esto incluye protones y neutrones, y el término materia bariónica se refiere a la materia hecha de bariones, como los átomos. Los ejemplos de materia no bariónica incluyen neutrinos, electrones libres y otra materia exótica.
  2. Cosas como los planetas, las estrellas, el polvo, etc. están hechos de átomos, por lo que se clasifican como materia bariónica.

Ahora, ¿cómo sabemos que la materia oscura está presente en el universo?

Los astrónomos miden la atracción gravitacional de las galaxias y los grupos / cúmulos de galaxias en función de cómo se comportan los objetos al interactuar con estos objetos. Algunos ejemplos de esto incluyen la extracción de gas / polvo de las mareas, la órbita de las estrellas en una galaxia y la lente gravitacional de la luz distante de un gran cúmulo. Usando esto, determinan la masa de la galaxia (o grupo de galaxias). También podemos determinar la masa de una galaxia o grupo al mirarla y sumar la masa de todos los objetos (como estrellas, polvo, gas, agujeros negros y otra materia bariónica). Si bien estos métodos nos dan aproximaciones, está claro que la masa gravitacional de las galaxias y los grupos excede la masa bariónica en un factor de 10-100.

Cuando los astrofísicos descubrieron este fenómeno por primera vez, tuvieron que encontrar una explicación plausible, por lo que sugirieron que hay una nueva materia invisible llamada materia oscura. (Aparte: a algunos astrofísicos también se les ocurrieron otras explicaciones como la gravedad modificada, pero hasta ahora la materia oscura hace el mejor trabajo al explicar las observaciones).

Bien, entonces, ¿cómo sabemos que la materia oscura no es ningún tipo de materia bariónica?

Hay algunas razones por las que los astrofísicos saben que es extremadamente improbable que la materia oscura sea bariónica. En primer lugar, si todas las estrellas de una galaxia brillan sobre un objeto que calienta, este calor provoca la liberación de radiación, llamada radiación térmica , y cada objeto (bariónico) por encima de cero Kelvin (o -273.14 grados centígrados) emite esta radiación. Sin embargo, la materia oscura no emite ninguna radiación (de ahí el nombre oscuro).

Si la materia oscura fuera bariónica, también significaría que podría emitir luz. Si obtuviéramos un grupo de materia bariónica * y lo pusiéramos en el espacio, se contraería gravitacionalmente y eventualmente formaría una estrella o un agujero negro **, los cuales podríamos ver.

Entonces, debido a estas razones, la materia oscura en las galaxias y en los grupos / cúmulos de galaxias no puede ser bariónica, y tampoco pueden ser planetas, estrellas muertas, asteroides, etc. Definitivamente no serían planetas, ya que no hay forma 10-100 veces el La masa de las estrellas en una galaxia serían planetas, ya que el mecanismo para hacer planetas depende de las supernovas, y el número de supernovas necesarias para la cantidad de planetas sería demasiado alto para igualar nuestras observaciones. ¡Espero que esto haya respondido a tu pregunta!

* ¡siempre que el grupo de materia bariónica fuera grande, y la cantidad que hay en las galaxias definitivamente lo es!

** no observamos agujeros negros directamente, pero podemos ver la radiación de sus discos de acreción.

Robbie
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Gracias por tomarse el tiempo para escribir una explicación clara. Tengo una pregunta sobre un bit que estoy tratando de seguir. ¿Estoy en lo cierto al entender que en el experimento mental sobre un "grupo de materia oscura" que igualmente si no es bariónico, también debería contraerse gravitacionalmente? Esto se desprende de su existencia en su primer párrafo, a menos que sea tan exótico que pueda afectar las órbitas de las estrellas alrededor de las galaxias, pero no interactúe con su propio tipo. ¿Esto tiene sentido?
Puffin
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@Puffin No estoy seguro de entender completamente lo que estás preguntando, pero la materia oscura interactúa con otra materia oscura; sin embargo, esta interacción es puramente gravitacional. La materia bariónica y oscura también solo interactúa a través de la gravedad, pero la materia bariónica interactúa con otra materia bariónica a través de la gravedad, el electromagnetismo, las fuerzas nucleares, etc. Dado que la materia bariónica interactúa de esta manera, puede "perder energía" a través de la radiación y otros medios para contraerse, pero Como la materia oscura no tiene forma de "perder energía", no puede contraerse de manera tan eficiente. ¿Responde esto a tu pregunta?
Robbie
Gracias. Tu respuesta lo cubre bien, creo. Mi conocimiento es bastante confuso aquí y estoy teniendo que dar un gran salto. ¿Está diciendo que, por ejemplo, las ondas gravitacionales proporcionarían un medio para que la materia pierda energía orbital y, por lo tanto, entre los dos tipos de materia, bariónica y oscura, y permitirían que la materia convencional forme estrellas y galaxias mientras que la materia oscura se mantuvo más distribuida ?
Frailecillo
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Sí, las ondas gravitacionales son una forma de que la materia pierda energía (aunque es muy pequeña). Cuando una nube de gas se contrae, se calienta, y este calor se irradia, enfriando el gas y permitiendo que se contraiga cada vez más. Es por eso que la materia puede formar estrellas y planetas y cosas geniales como esa, pero la materia oscura no puede.
Robbie
Bien, gracias, es mucho más claro con el ejemplo del calor.
Puffin