Científicos argentinos proponen un nuevo modelo teórico para el centro de la Vía Láctea

La imagen del centro de la Vía Láctea, ese lugar a más de 26 mil años luz de la Tierra, siempre evocó misterio y fascinación en la comunidad científica.

Durante décadas, la explicación dominante fue que allí, oculto en la constelación de Sagitario, se encontraba un agujero negro supermasivo conocido como Sagittarius A (Sgr A). Con una masa calculada en cuatro millones de veces la del Sol, este objeto invisible fue considerado el responsable de las órbitas vertiginosas de las estrellas que giran a su alrededor a velocidades extremas.

Sin embargo, una investigación reciente, encabezada por especialistas del Conicet y publicada en la prestigiosa revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, presentó una alternativa que sacude los cimientos del conocimiento astronómico.

El hallazgo postula que, en lugar de un agujero negro, el centro galáctico podría estar ocupado por un núcleo compacto y superdenso de materia oscura. Esta sustancia, protagonista de buena parte del universo, fue siempre elusiva: no emite ni refleja luz, y solo se detecta a partir de sus efectos gravitacionales sobre los objetos visibles.

El paradigma tradicional afirmaba que Sgr A* es una región del espacio-tiempo donde la gravedad resulta tan intensa que ni la luz logra escapar. La evidencia principal residía en las observaciones de las llamadas “estrellas S”, que describen órbitas cerradas y veloces alrededor de un punto invisible. También existen otros cuerpos en esa zona, como las misteriosas “fuentes G”, envueltas en polvo, que se desplazan a gran velocidad en las inmediaciones.

La nueva hipótesis, fruto del trabajo colaborativo entre investigadores de Argentina, Italia, Colombia y Alemania, ofrece una explicación distinta, nunca antes considerada. “El nuevo estudio demuestra que un modelo específico de materia oscura compuesto por fermiones, es decir, partículas subatómicas ligeras, puede crear una estructura cósmica única: un núcleo compacto y superdenso rodeado por un vasto y difuso halo. Esta configuración de núcleo-halo actúa como una entidad única y unificada”, detallaron los científicos en la página oficial del Conicet.

Los detalles del nuevo modelo: materia oscura y dinámica galáctica

La materia oscura, aunque compone cerca del 85% de la masa total del universo, siempre resultó esquiva. No emite radiación electromagnética de ningún tipo, lo que impide observarla de forma directa. Su existencia solo se infería por la influencia gravitacional que ejerce sobre el movimiento de galaxias y cuerpos celestes.

Por décadas, los agujeros negros fueron la única explicación aceptada para la región central de la Vía Láctea. El nuevo modelo, en cambio, propone que una concentración extrema de materia oscura, formada por fermiones, sería capaz de replicar los mismos efectos gravitacionales atribuibles a un agujero negro.

A diferencia de los agujeros negros, que representan puntos compactos y de tamaño mínimo, la materia oscura puede distribuirse en estructuras complejas. El concepto central del trabajo es el de “núcleo-halo”: un núcleo central ultra denso, generando una gravedad similar a la de un agujero negro, y un halo externo difuso que abarca gran parte de la galaxia.

“No estamos simplemente reemplazando el agujero negro con un objeto oscuro. Estamos proponiendo que el objeto central supermasivo y el halo de materia oscura de la galaxia son dos manifestaciones de la misma sustancia continua”, enfatizó Carlos Argüelles, investigador del Conicet en el Instituto de Astrofísica de La Plata y coautor argentino principal.

Este núcleo de materia oscura fue propuesto como el responsable de las trayectorias de las estrellas S, que se mueven a miles de kilómetros por segundo cerca del centro galáctico. El halo exterior, más extenso, explicaría la rotación de las estrellas en las zonas más alejadas de la galaxia. Aquí, las observaciones recientes de la misión GAIA DR3 de la Agencia Espacial Europea resultaron fundamentales. Por primera vez, los datos mapeados permiten medir con gran precisión la curva de rotación de la Vía Láctea, desde su núcleo hasta sus confines, mostrando cómo las estrellas orbitan lejos del centro.

El modelo de materia oscura no solo unifica ambos fenómenos —el movimiento de las estrellas próximas y las distantes—, sino que también resulta compatible con la imagen de la famosa “sombra del agujero negro”. Según Valentina Crespi, autora principal del estudio, “el denso núcleo de materia oscura puede imitar la sombra porque curva la luz creando una oscuridad central rodeada por un anillo brillante, de manera análoga a como lo haría un agujero negro central”.

Un cambio de paradigma desde Argentina para el mundo

El avance, más que una simple sustitución de teorías, representa un giro en la manera de comprender la composición y funcionamiento de la Vía Láctea. La estadística comparada entre el modelo tradicional del agujero negro y el de materia oscura arrojó que, si bien con los datos actuales de las estrellas internas no es posible distinguir de forma definitiva entre ambos escenarios, la hipótesis de los fermiones ofrece un marco que unifica la explicación para el centro galáctico y para el comportamiento global de la galaxia.

Los resultados del estudio no implican descartar por completo la existencia de un agujero negro en el núcleo de la Vía Láctea. Plantean, en cambio, que una única sustancia —la materia oscura— podría estar detrás tanto del objeto central supermasivo como del halo que rodea a la galaxia. Ese concepto, hasta ahora inexplorado, genera entusiasmo en la comunidad científica y abre nuevas puertas para futuras investigaciones.

La investigación fue posible gracias al trabajo conjunto de instituciones como el Instituto de Astrofísica de La Plata (IALP, Conicet-UNLP), ICRANet e INAF de Italia, el Grupo de Investigación en Relatividad y Gravitación (GIRG) de Colombia y el Instituto de Física de la Universidad de Colonia, Alemania.

El aporte argentino resultó clave para desarrollar el modelo matemático y para interpretar los datos provenientes de misiones internacionales como GAIA, que permitieron medir la rotación de la galaxia con una precisión inédita.

El equipo internacional destacó que “esta es la primera vez que un modelo de materia oscura logra conectar estas escalas tan diferentes y las órbitas de varios objetos, incluyendo datos modernos de curvas de rotación y de estrellas centrales”. Las simulaciones y los cálculos demostraron que la estructura de núcleo-halo compuesta por fermiones puede reproducir tanto los movimientos de las estrellas S y las fuentes G en el centro galáctico, como las curvas de rotación observadas en el resto de la Vía Láctea.

Esta propuesta, aunque no descarta la existencia de un agujero negro, obliga a revisar las certezas astronómicas y a plantear nuevas preguntas. Las próximas observaciones y estudios serán decisivos para comprobar si la materia oscura, y no un agujero negro, es la protagonista del centro de la galaxia.

Si esta hipótesis se confirma, cambiaría de manera radical la comprensión sobre la estructura de la Vía Láctea y marcaría un hito para la ciencia argentina.