UNO DE LOS MAYORES MISTERIOS ESPACIALES
El misterioso resplandor en la Vía Láctea podría ser evidencia de materia oscura
"Podríamos estar viendo su firma energética por primera vez", señalan los autores de un nuevo estudio.
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Durante décadas, los astrónomos han mirado hacia el corazón de la Vía Láctea con una mezcla de fascinación y desconcierto. Allí, entre la maraña de polvo y estrellas viejas que rodean el agujero negro supermasivo de nuestra galaxia, brilla un resplandor de rayos gamma que nadie logra explicar del todo.
Esa luz, invisible a los ojos humanos pero registrada por telescopios espaciales como Fermi, podría ser una señal de una de las mayores incógnitas del cosmos: la materia oscura.
Aunque nunca se ha observado directamente (debido a su propia naturaleza no emite ningún tipo de radiación y es imposible verla), la materia oscura es el componente principal del cosmos. Constituye aproximadamente el 85% de toda la materia del universo, frente al modesto 15% de materia "normal": átomos, planetas, estrellas, nosotros...
Sin ella, las galaxias simplemente no podrían mantenerse unidas: las estrellas más externas saldrían disparadas por la rotación, como piedras lanzadas desde una honda. Su presencia se deduce a partir de sus efectos gravitacionales, pero su naturaleza exacta sigue siendo un misterio.
Podría estar formada por partículas exóticas que apenas interactúan con la luz, llamadas WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles), o por otras aún más extrañas, como los axiones o los neutralinos.
Sea lo que sea, no brilla, no refleja y no absorbe la luz. Pero sí deja huellas en el espacio-tiempo.
Ahora, un nuevo estudio liderado por científicos de la Universidad Johns Hopkins, publicado en Physical Review Letters, reaviva la posibilidad de que ese brillo cercano al centro de nuestra galaxia sea el primer indicio observable de la materia oscura en acción.
"La materia oscura domina el universo y mantiene unidas las galaxias – afirma Joseph Silk, coautor del estudio -. Es extremadamente relevante, y pensamos todo el tiempo en nuevas formas de detectarla. Los rayos gamma, y en particular el exceso que observamos en el centro de nuestra galaxia, podrían ser nuestra primera pista real".
El resplandor difuso de rayos gamma en el centro galáctico fue detectado hace más de una década. Desde entonces, los científicos debaten su origen: ¿proviene de estrellas muertas que giran vertiginosamente (los llamados púlsares de milisegundo) o de colisiones entre partículas de materia oscura?
Ambas teorías encajan sorprendentemente bien con los datos, pero ninguna lo explica por completo. Sin embargo, el nuevo estudio del equipo de Silk, sugiere que, si la materia oscura es la responsable, estaríamos ante la primera prueba indirecta de su existencia.
Para llegar a esta conclusión, los autores realizaron una de las simulaciones más detalladas de la formación de la Vía Láctea jamás hechas.
A diferencia de modelos anteriores, esta vez tuvieron en cuenta cómo la galaxia fue creciendo a lo largo de miles de millones de años, fusionándose con pequeños sistemas ricos en materia oscura.
Durante ese proceso de colisión y fusión, las partículas de materia oscura se habrían acumulado hacia el centro galáctico, aumentando la probabilidad de que colisionaran entre sí. Esas colisiones, según la hipótesis, podrían liberar energía en forma de rayos gamma, exactamente como los observados por el telescopio Fermi.
Cuando el equipo de Silk comparó sus mapas simulados con los mapas reales de rayos gamma, descubrieron una coincidencia sorprendente.
"Los modelos más realistas de colisiones de materia oscura coincidían con las observaciones – añade Silk -. Eso sugiere que podríamos estar viendo su firma energética por primera vez".
Pero en estas magnitudes, a esta distancia y con nuestro modelo de física, la respuesta no es tan sencilla y hay otra explicación plausible: los púlsares de milisegundo, estrellas de neutrones que giran cientos de veces por segundo, también pueden emitir rayos gamma.
La buena noticia, para el equipo de Silk, es que para que el brillo observado encaje con esa hipótesis, deberían existir muchos más púlsares de los que hemos detectado hasta ahora.
El debate, por tanto, sigue abierto: ¿materia oscura o púlsares ocultos? Afortunadamente, las respuestas podrían llegar pronto. La próxima generación de telescopios de rayos gamma, como el Cherenkov Telescope Array Observatory (CTAO), ofrecerá imágenes con resolución sin precedentes.
Este observatorio, actualmente en construcción en España y Chile, será capaz de distinguir la energía exacta de los rayos gamma procedentes del centro galáctico. Si esas energías corresponden a colisiones de materia oscura y no a púlsares, estaríamos ante un descubrimiento histórico.
Mientras tanto, el próximo paso del equipo de Silk es extender sus modelos a pequeñas galaxias satélite de la Vía Láctea, que son especialmente ricas en materia oscura. Si el patrón de rayos gamma se repite allí, la pista sería aún más fuerte.
Si el exceso de rayos gamma resulta ser efectivamente el eco de partículas oscuras chocando, estaríamos observando el esqueleto invisible del cosmos.
La confirmación no solo resolvería un misterio de casi un siglo (desde que Fritz Zwicky propuso la existencia de la materia oscura en 1933), sino que abriría un nuevo capítulo en la física fundamental.
Si consiguen esto sería, sin duda, "un hallazgo limpio, una señal inequívoca, sería la pistola humeante que hemos estado esperando. Y si no la encontramos... el misterio será aún más profundo", concluye Silk.
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