Rastro de materia oscura en nuevos mapas del centro de la galaxia

Es una materia de composición desconocida que, además, no emite la suficiente radiación electromagnética como para ser observada directamente con los medios técnicos actuales; pero se calcula que constituye el 27% del universo.

Se trata de la llamada “materia oscura”; y ha sido deducida por los especialistas a partir de los efectos gravitacionales que causa en la materia visible del cosmos, como la de las estrellas o las galaxias.

El pasado mes de febrero de 2014, unos 190 expertos en el tema de todo el mundo se reunieron en un simposio celebrado en la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA) para poner en común las últimas novedades en las investigaciones sobre materia oscura. Entonces, se expusieron los resultados de varios análisis que indican que dicha misteriosa materia sí existe, aunque no pueda verse ni registrarse.

David Cline, organizador del encuentro, profesor de física de la UCLA y uno de los expertos en materia oscura del mundo, explicó poco después del simposio para Tendencias21 que la prueba estaría en un “exceso” registrado en cierto tipo de datos.

Según el investigador: “La materia oscura puede auto-aniquilarse, y producir rayos gamma de alta energía. El detector del Fermi (telescopio espacial de la NASA), a su vez, puede detectar esos rayos gamma”. Lo que se ha detectado es que “hay un exceso de rayos gamma‎ procedente del Centro Galáctico”, señaló Cline.

Los mapas del hallazgo

Los rayos gamma son un tipo de radiación electromagnética que puede ser producida por elementos radiactivos o por procesos subatómicos de diversos elementos cósmicos, entre ellos la materia oscura.

Los rayos gamma de alta energía que se producen en el centro de nuestra galaxia pueden ser explicados en parte a partir de fuentes conocidas, como la interacción de sistemas binarios, púlsares aislados de restos de supernovas o partículas que chocan con el gas interestelar. Pero existe un exceso de rayos gamma procedentes de dicho centro de origen desconocido -como señala Cline- que, además, es consistente con las predicciones sobre materia oscura.

Ese exceso de rayos gamma no adjudicado a causas conocidas, es lo que ha registrado el Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi antes mencionado, un observatorio espacial de la NASA diseñado para estudiar las fuentes de rayos gamma del universo, con el objeto de detallar mapas de las mismas.

Esos nuevos mapas, desarrollados por investigadores del Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab), del Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), del MIT y de la Universidad de Chicago, han permitido ahora "analizar ese exceso (de rayos gamma) y probar si las explicaciones más convencionales, como la presencia de púlsares no descubiertos o colisiones de rayos cósmicos en nubes de gas, pueden explicarlo", señala Dan Hooper, astrofísico y autor principal del presente estudio, en un comunicado de la NASA.

"La señal (de rayos gamma) que hemos encontrado no puede ser explicada por las alternativas propuestas actualmente y está en estrecho acuerdo con las predicciones de modelos muy simples de materia oscura", continúa Hooper.

Deducción por descarte

Aunque nadie conoce la verdadera naturaleza de la materia oscura, los científicos creen que existen unas partículas llamadas WIMP (“partículas masivas que interactúan débilmente”) que la conforman.

Se ha teorizado que, en sus interacciones y colisiones, las WIMP se aniquilan mutuamente o producen una partícula intermedia, que rápidamente se descompone. Ambas reacciones provocarían una producción de rayos gamma, que es lo que parece que ha detectado el Telescopio Fermi.

Cuando los astrónomos restaron, de los datos de este observatorio, todas las fuentes de rayos gamma conocidas del centro de la galaxia, siguió existiendo en este una emisión de rayos gamma sobrante.

Se trata de un exceso de entre uno y tres mil millones de electrónvoltios (GeV) –casi mil millones de veces mayor que el de la luz visible-, que se extiende hacia el exterior por lo menos 5.000 años luz a partir del centro galáctico, especifica la NASA.

Hooper y sus colegas han concluido que este exceso se ajustaría a la producción de rayos gamma que conllevaría la aniquilación de partículas de materia oscura (WIMP) con una masa de entre 31 y 40 GeV. Sin embargo, los investigadores advierten que serán necesarios nuevos análisis y registros –astronómicos, pero también en aceleradores de partículas como el LHC- para validar la interpretación de datos realizada.

Durante los últimos años, este equipo ha rastreado galaxias enanas en busca de pistas de materia oscura. Sus resultados han permitido establecer límites estrictos sobre los rangos de masas y las tasas de interacción para muchas de las WIMPs teóricamente propuestas, e incluso eliminar algunos modelos teóricos sobre estas partículas.