La materia oscura no interactúa con la fuerza electromagnética, sin embargo sí interactúa con la fuerza gravitacional. ¿Sabemos si hay grandes 'grupos' (como una estrella) de materia oscura? Si existen (o podrían existir), ¿su colisión con un agujero negro o una estrella de neutrones generaría ondas gravitacionales?
Generalmente, es difícil que la materia oscura se aglomere. Eso se debe a la conservación del momento angular: la materia normal solo se agrupa tan eficientemente en estrellas, planetas y todo eso porque tenemos fuerzas disipativas ("fricción") que permiten un agrupamiento eficiente.
Para la materia oscura, por otro lado, no esperamos ninguna fuerza disipativa (o al menos ninguna fuerte); este es el paradigma Lambda-Cold-Dark-Matter donde la materia oscura solo interactúa a través de la gravedad. En ese caso, la agrupación solo puede ocurrir a través de interacciones de tres cuerpos (conocidas más fácilmente por las maniobras de giro de las sondas del sistema solar, donde un cuerpo gana momento angular a expensas de que otro lo pierda). Y en el escenario estándar, eso significa que no esperamos ninguna (o al menos no mucha) estructura a escalas mucho más pequeñas que las galaxias enanas: no se esperan estrellas o planetas de materia oscura.
Dicho esto, hay modificaciones propuestas a este escenario de materia oscura fría vainilla que son consistentes con los datos, en el que el sector oscuro tiene fuerzas adicionales, lo que a su vez podría inducir una acumulación más fuerte. La materia oscura que interactúa consigo misma es un ejemplo de uno de esos modelos, véase, por ejemplo, este documento bien escrito aunque algo desactualizado .
La materia oscura también es materia, así que sí, cualquier movimiento de un grupo de materia oscura da la misma estructura gravitacional (y potencialmente también ondas gravitacionales) que un grupo del mismo tamaño y masa que estaba hecho de materia normal. Pero si uno tuviera diferentes perfiles de densidad y detectores de ondas gravitacionales muy sensibles, podría obtener una firma diferente.
Pensando puramente fenomenológicamente, los cuantos de materia oscura podrían ser desde 10 ^ -22 electronvoltios ligeros hasta 10 masas solares pesadas (aproximadamente. No entremos en discutir sobre esas limitaciones exactas en esta publicación). En este extremo masivo del rango permitido, los agujeros negros primordiales son un candidato que se está discutiendo en la literatura . De hecho, este modelo recientemente llamó mucho la atención precisamente por las primeras señales de ondas gravitatorias vistas por aLIGO, aunque ahora está en desuso porque constituye toda la materia oscura.
tl; dr: No, realmente no sabemos si hay grupos de materia oscura del tamaño de una estrella, sí, podríamos verlos en ondas gravitacionales.
S. McGrew