Primera evidencia directa. Una extraña señal del centro de la galaxia puede provenir de la materia oscura

Foto: NASA

Cuanto más analizan los científicos una extraña señal desde el centro de nuestra galaxia, más parece ser el resultado de la aniquilación de la materia oscura. Si se confirma, sería la primera evidencia directa de materia oscura jamás vista.

La materia oscura es una misteriosa sustancia invisible que compone aproximadamente el 85 por ciento de toda la materia del universo. Flota en toda nuestra galaxia, pero está más concentrada en su centro. Allí, una partícula de materia oscura puede coincidir con otra volando por el espacio. Si colisionan, van a aniquilarse entre sí (la materia oscura es su propia antipartícula ) y emitirán rayos gamma como resultado.

Para buscar una señal de la materia oscura, los astrónomos utilizan el telescopio de rayos gamma Fermi de la NASA para mapear la radiación gamma a lo largo de la galaxia. Luego, tratan de dar cuenta de todas las fuentes conocidas de luz dentro de este mapa.

Trazan la ubicación del gas y polvo que podrían estar emitiendo radiación y restar esa señal de su mapa de rayos gamma. Luego determinan donde están todas las estrellas y restan esa luz, y así sucesivamente para todos los objetos que podrían estar emitiendo radiación. Una vez que todas esas fuentes se han descartado, sigue existiendo un pequeño exceso de radiación gamma en los datos que ningún proceso conocido puede explicar.

"Cuanto más escudriñamos, más parece que se trata de la materia oscura", dijo el astrofísico Dan Hooper, del Fermi National Accelerator Laboratory, co-autor de un artículo publicado en arXiv, informa la NASA.

Desde 2009, Hooper reclama que esta señal luminosa es la evidencia de materia oscura. Según los últimos datos de su equipo, la radiación gamma puede ser producida por partículas de materia oscura con una masa de 30 a 40 gigaelectronvoltios (GeV ) que chocan unas con otras.

Pero el centro de la galaxia es un lugar complicado. Hay muchas otras fuentes de rayos gamma que podrían imitar una señal de materia oscura, así como los fenómenos aún no descubiertos que podrían explicar la radiación. En su mayor parte, algunos otros investigadores han estado convencidos de los datos de Hooper. Un contra-argumento utilizado algunas veces- es que la señal de rayos gamma exceso podría provenir de púlsares de milisegundos - núcleos de estrellas muertas que giran muy rápido y haz una enorme cantidad de energía. Los astrónomos aún no tienen una buena comprensión de cómo funcionan estos objetos.

RAYOS GAMMA DE DONDE NO HAY ESTRELLAS

Doug Finkbeiner, astrónomo de Harvard y co-autor del nuevo estudio, ha sido durante mucho tiempo un escéptico de que el exceso de señal del telescopio representa la aniquilación de materia oscura. Sabe que el centro de la galaxia es un lugar extraño lleno de fenómenos inesperados, después de haber descubierto en 2010 dos gigantescas estructuras que abarcan 50.000 años luz y que emanan de la Vía Láctea, algo que había pasado inadvertido hasta entonces. Pero una mirada más cuidadosa a los datos de Hooper ha empezado a convencer a Finkbeiner de que podría haber algo ahí.

Cuando se forma una galaxia, la atracción gravitatoria reúne una enorme masa que comienza a girar. A medida que giran, las grandes galaxias se enfrían y se aplanan como una pizza, formando la forma espiral familiar vista en muchas imágenes del telescopio . La materia oscura, que en realidad constituye la mayor parte de la masa de una galaxia, no puede aplanarse ya que no interactúa con la fuerza electromagnética, lo que le permitiría irradiar energía térmica. Se queda en un halo esférico que rodea la galaxia. Por lo que cualquier señal de la materia oscura no debe venir sólo desde dentro del plano de la galaxia, sino también desde arriba y por debajo de ella, donde hay pocas estrellas, pero la materia oscura es abundante.

El problema es que el centro de la galaxia es muy brillante. Sus miles de millones de estrellas emiten una increíble cantidad de luz que brilla por encima y por debajo del plano de la Vía Láctea. Mostrar que la señal de rayos gamma proviene de la materia oscura y nada más requiere una cartografía muy precisa. Pero los datos del telescopio Fermi también pasan a ser un poco borrosos en los rangos de energía donde aparece la señal de la materia oscura. Finkbeiner peinó los datos de Fermi y logró un mapa que muestra exactamente que la señal de exceso de rayos gamma era procedente de zonas en las que deberían existir estrellas y no es así.

Estos datos están llevando a otros investigadores a tomar nota. "En el futuro podremos decir que fue cuando se descubrió la materia oscura", dijo el físico teórico Neal Weiner de la Universidad de Nueva York.

Para responder definitivamente a esta pregunta, los científicos probablemente tendrán que estudiar las galaxias enanas, que son hasta un 99 por ciento materia oscura y contienen algunos otros fenómenos extraños que podrían imitar una señal de la materia oscura. El telescopio Fermi tendrá que mirar a estos objetos durante unos cuantos años antes de que tenga datos suficientes para confirmar o negar los resultados más recientes.

fuente/Agencias/EP
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