¿Por qué las enanas marrones no son la materia oscura?

Parece que no hay suficiente materia para explicar el hecho de que la velocidad de algunas estrellas ubicadas lejos del centro de la galaxia es casi la misma que la de las estrellas que se encuentran más cerca del centro de la galaxia, por lo que parece que debería haber aún más materia. : por lo que esta materia que falta se denomina materia oscura. Hay un tipo de objeto estelar que no es lo suficientemente masivo como para producir su propia luz, pero es muchas veces más masivo que Júpiter, también conocido como enana marrón. Dado que no es lo suficientemente brillante como para ser detectado por nuestro telescopio de espacio profundo ni por los homólogos terrestres, deberían ser numerosos en las galaxias, ya que creo que estos objetos se encuentran en el rango medio entre los planetas y las estrellas. Sin embargo, parece que la comunidad científica había descartado este posible candidato a materia oscura sin escanear la galaxia no observable de la Vía Láctea, así como miles de millones de otras con diferentes espectros de luz. ¿Por qué las enanas marrones no se consideran candidatas para la misteriosa materia oscura?

Respuestas (2)

Dos razones.

  1. Al observar las curvas de rotación de las galaxias y el movimiento de las galaxias en cúmulos y por lentes gravitacionales, sabemos que la cantidad de "materia oscura" es aproximadamente el 30% de la densidad del universo. Pero, por otro lado, las estimaciones de las abundancias de deuterio, helio, tritio y litio producidas en el big bang indican que solo el 5% de la densidad del universo puede estar en forma de materia normal (por ejemplo, átomos, protones, neutrones, etc.). ). Como las enanas marrones están hechas de estas cosas, solo pueden contribuir a este pequeño porcentaje y no pueden ser responsables de la mayor parte de la materia oscura (lo mismo es cierto para cualquier cosa hecha de "materia bariónica" normal).

  2. Los astrónomos han contado cuántas enanas marrones hay, tanto en el vecindario local como en los cúmulos estelares (ver, por ejemplo, Andersen et al. 2008 ; Kirkpatrick et al. 2011 ; Burningham et al. 2013 ; . En otras palabras, podemosver enanas marrones: emiten la mayor parte de su luz en la parte infrarroja del espectro, y encuestas como SDSS, 2MASS y WISE las han descubierto por miles. Resulta que hay alrededor de 1 enana marrón por cada 4 estrellas masivas más. Entonces, aunque son numerosos, contribuyen con una fracción muy pequeña de la materia normal en nuestra Galaxia. Además, los experimentos de microlente hacia el bulbo galáctico y las nubes de Magallanes sugieren que, aunque hay muchas enanas marrones en otras partes de nuestra galaxia (por ejemplo, Alcock et al. 2000 ; Novati et al. 2008 ), no hay suficientes para hacer una gran contribución . a la materia oscura, por lo que los resultados de nuestro vecindario solar parecen representativos de la galaxia en su conjunto.

Pensé que la única razón por la que sabemos acerca de los gigantes exogases era el bamboleo que inducen en las estrellas que orbitan. Pero, ¿qué hay de las enanas marrones que no orbitan una estrella? Si no podemos ver enanas marrones, ¿cómo se contaron? Algunas citas serían útiles.
@HopDavid Podemos ver enanas marrones. Pondré algunas referencias.
IIRC, también puede estimar la densidad de las enanas marrones verificando con qué frecuencia los objetos eclipsan a las estrellas más distantes.
@WayfaringStranger Eso es nuevo para mí: ¿estás seguro de que no te refieres a microlente, que es de lo que estoy hablando? Los tránsitos ocurren para las enanas marrones en órbita alrededor de las estrellas, pero como sus radios son indistinguibles de los planetas gigantes, entonces no podrías distinguir una enana marrón de un objeto de masa planetaria. ¿Podría señalar un proyecto que encuentre enanas marrones que flotan libremente a través del eclipse de estrellas de fondo?
@RobJeffries No puedo señalar uno. Lea esto hace algunos años cuando la gente afirmaba que la materia oscura podría ser nada más que planetas rebeldes y estrellas pequeñas; materia normal en forma condensada, que simplemente era demasiado oscura para verla. Al conocer la densidad necesaria para que coincida con las curvas de rotación galáctica, podría predecir con qué frecuencia las estrellas deberían ser eclipsadas por objetos tan grandes y oscuros. La fotometría no encontró tantos eventos únicos como era necesario. Esto fue antes de los datos de WMAP, por lo que el mundo ha avanzado. La microlente puede haber estado involucrada, pero como dije, no encuentro ninguna información actual.
@WayfaringStranger Hmmm. Creo que no RC. Creo que el efecto de tal tránsito es, de hecho, un aumento de lente gravitacional (por un factor importante si la alineación es perfecta), no un eclipse. Esto es lo que detectan las encuestas de microlente como MACHO y MOA. Aquí hay un artículo sobre tránsitos adsabs.harvard.edu/abs/2004ApJ...604..379D en la encuesta MACHO: No puedo ver inmediatamente ninguna mención de nada más que binarios y planetas que orbitan la estrella por la que transitan.
@RobJeffries Podría ser, fue hace un tiempo. Podría haber sido mal periodismo también. Eso es bastante común.

Las enanas marrones son brillantes en la radio. Emiten mucha luz, pero no mucha luz visible.

Una de las propiedades de la materia oscura es que tampoco oscurece la luz. El polvo interestelar (que puede estar compuesto por muchas partículas más grandes del tamaño de un planeta) tiende a oscurecer la luz incluso si no emite ninguna. Entonces, debido a que no emite ni oscurece la luz, podemos descartar que se trate de enanas marrones, polvo o casi cualquier cosa intermedia.

Podría ser un campo de agujeros negros ligeros, pero eso parece poco probable ya que los agujeros negros son raros y generalmente están rodeados de evidencia de su formación. No es razonable suponer que hay enormes enjambres de agujeros negros ligeros que constituyen una gran fracción de la masa del universo.

La materia exótica nos parece extraña, pero en realidad no es tan poco común. Ya sabemos que los neutrinos existen y de hecho son muy abundantes. Los neutrinos pasan a través de la materia normal casi completamente desinhibidos. No pueden ser de lo que está hecha la materia oscura, porque viajan a la velocidad de la luz como los fotones, mientras que mucha materia oscura es relativamente estacionaria. Parece razonable creer que es alguna forma de materia exótica que no interactúa con la luz. Es extraño para nosotros, pero parece muy consistente con lo que sabemos de la física de partículas.

Los neutrinos tienen masa y no viajan a la velocidad de la luz. En general, se piensa que los neutrinos en el fondo cósmico de neutrinos ahora viajan a una velocidad considerablemente menor que la de la luz porque la energía de su masa en reposo excede su energía cinética.
Las enanas marrones frías no serían necesariamente brillantes en la radio.
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