Por Will Dunham
Por Will Dunham
WASHINGTON, oct (Reuters) – Los científicos podrían estar más cerca de confirmar la existencia de la materia oscura -la materia invisible que se cree que constituye más de una cuarta parte del cosmos- al estudiar un resplandor difuso de rayos gamma cerca del centro de nuestra galaxia.
Todo lo visible en el universo está hecho de materia ordinaria, desde estrellas y planetas hasta personas, tapacubos y tacos. La materia ordinaria puede verse en longitudes de onda que van desde el infrarrojo hasta la luz visible y los rayos gamma, pero sólo representa alrededor del 5% del universo.
La materia oscura, que no absorbe, refleja ni emite luz, parece constituir alrededor del 27% del universo, mientras que otro componente misterioso, la energía oscura, representa el 68% restante.
Los científicos están seguros de que la materia oscura existe debido a sus efectos gravitatorios a gran escala en el universo. Debido a su propia naturaleza, su existencia ha sido difícil de probar. Pero la investigación sobre un exceso de rayos gamma observado y cartografiado por el Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi en una vasta extensión cercana al corazón de la Vía Láctea promete proporcionar la confirmación largamente buscada.
Los científicos han propuesto dos explicaciones para estas emisiones de rayos gamma.
Una es que están causadas por la colisión de partículas de materia oscura congregadas en esta región galáctica. La otra es que están causadas por una clase de estrellas de neutrones -los densos núcleos colapsados de estrellas masivas tras su muerte- llamadas púlsares de milisegundos que emiten luz en todo el espectro electromagnético mientras giran cientos de veces por segundo.
Un nuevo análisis exhaustivo, que incluye simulaciones avanzadas, ha sopesado los méritos de estas hipótesis contrapuestas, considerándolas igualmente probables. Los rayos gamma generados por las colisiones de partículas de materia oscura, según el estudio, producirían la misma señal de rayos gamma que la observada por el satélite Fermi.
“Comprender la naturaleza de la materia oscura que impregna nuestra galaxia y el universo entero es uno de los mayores problemas de la física”, declaró el cosmólogo Joseph Silk, de la Universidad Johns Hopkins de Maryland y del Instituto de Astrofísica de la Universidad de París/Sorbona, uno de los autores del estudio publicado el jueves en la revista Physical Review Letters.
“Nuestro nuevo resultado clave es que la materia oscura se ajusta a los datos de rayos gamma al menos tan bien como la hipótesis rival de la estrella de neutrones. Hemos aumentado las probabilidades de que la materia oscura haya sido detectada indirectamente”, añadió Silk.
Según los investigadores, el telescopio terrestre de rayos gamma más potente del mundo -el Cherenkov Telescope Array Observatory, que se está construyendo en Chile- podría dar una respuesta diferenciando las emisiones de rayos gamma de estas dos fuentes. Podría entrar en funcionamiento en 2026.
“Dado que la materia oscura no emite ni bloquea la luz, sólo podemos detectarla a través de sus efectos gravitatorios sobre la materia visible. A pesar de décadas de búsqueda, ningún experimento ha detectado aún partículas de materia oscura directamente”, afirma el astrofísico y autor principal del estudio Moorits Mihkel Muru, de la Universidad de Tartu y el Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam.
El exceso de rayos gamma se observó en una región que se extiende por los 7.000 años-luz más internos de la galaxia. Un año-luz es la distancia que recorre la luz en un año, 5,9 billones de millas (9,5 billones de km). Esta región se encuentra a unos 26.000 años-luz de la Tierra.
Los rayos gamma presentan las longitudes de onda más pequeñas y la energía más alta de todas las ondas del espectro electromagnético. ¿Por qué los rayos gamma pueden ser una prueba de la existencia de materia oscura? Se sospecha que las partículas de materia oscura se aniquilan completamente al colisionar, y que estas colisiones generan rayos gamma como subproducto.
Se cree que la Vía Láctea se formó por el colapso, bajo la fuerza de la gravedad, de una vasta nube de materia oscura y materia ordinaria.
“La materia ordinaria se enfrió y cayó en las regiones centrales, arrastrando consigo algo de materia oscura”, explica Silk. “La hipótesis más simple de la materia oscura es que las partículas de materia oscura son sus propias antipartículas y se aniquilan por completo al colisionar. Sólo los protones y los antiprotones hacen algo similar para producir rayos gamma energéticos, y los antiprotones son extremadamente raros”.
Pero el resplandor también podría producirse por la emisión colectiva de muchos miles de púlsares de milisegundos no observados hasta ahora. El satélite Fermi confirmó que tales objetos son fuentes de rayos gamma que podrían explicar el resplandor en esta región.
(Reporte de Will Dunham, edición de Rosalba O’Brien. Editado en español por Natalia Ramos)
