Un análisis detallado de los datos del Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi de la NASA identificó un componente de emisión cuya distribución angular y energética podría corresponder a procesos asociados a materia oscura.
Investigadores de la Universidad de Tokio reportaron una señal extendida en la región central de la Vía Láctea, caracterizada por fotones de aproximadamente 20 kilo–electronvoltios (keV). La estructura espacial observada coincide con la morfología esperada del halo de materia oscura galáctico.
Identificación de una señal de 20 GeV en el centro galáctico
La investigación se fundamenta en la hipótesis de las Partículas Masivas de Interacción Débil (WIMPs), consideradas las candidatas principales para explicar la materia oscura.
Las WIMPs son partículas teóricas que se caracterizan por ser más pesadas que los protones y por interactuar de manera tan débil con la materia ordinaria que su detección directa ha sido imposible hasta ahora.
Los modelos físicos predicen un comportamiento específico cuando estas partículas se encuentran en el espacio. La teoría sugiere que cuando dos WIMPs colisionan, se aniquilan mutuamente y liberan partículas energéticas, incluyendo fotones de rayos gamma visibles para ciertos instrumentos.
Para ilustrar este mecanismo técnico, imaginemos un enjambre de luciérnagas apagadas volando a través de un bosque denso:
- Las luciérnagas no interactúan con los árboles
- No se hacen visibles al pasar junto a los árboles, manteniéndose ocultas en la oscuridad.
- En el instante preciso en que dos de ellas colisionan en pleno vuelo, generan un destello brillante y único, revelando su presencia y ubicación exclusivamente a través de ese impacto.
El profesor Tomonori Totani, investigador de la Universidad de Tokio, analizó los datos buscando precisamente este tipo de destellos en regiones de alta concentración de materia oscura.
«Detectamos rayos gamma con una energía de fotones de alrededor de 20 kilo electronvoltios (keV), extendiéndose en una estructura similar a un halo hacia el centro de la galaxia Vía Láctea. El componente de emisión de rayos gamma coincide estrechamente con la forma esperada del halo de materia oscura».
Tomonori Totani, investigador principal, Universidad de Tokio
Concordancia con los modelos teóricos de WIMPs
El espectro energético medido se alinea con las predicciones para la aniquilación de WIMPs con una masa aproximadamente 500 veces mayor que la de un protón. Además, la frecuencia estimada de estos eventos, calculada a partir de la intensidad de los rayos gamma, encaja dentro de los rangos teóricos esperados.
El experto enfatiza la magnitud de este descubrimiento, ya que la materia oscura no interactúa con la fuerza electromagnética y no emite luz por sí misma. La confirmación de este hallazgo implicaría validar una partícula que no existe en el Modelo Estándar actual.
«Si esto es correcto, hasta donde sé, marcaría la primera vez que la humanidad ha ‘visto’ materia oscura. Y resulta que la materia oscura es una nueva partícula no incluida en el modelo estándar actual de la física de partículas. Esto significa un desarrollo mayor en astronomía y física».
Tomonori Totani, investigador principal, Universidad de Tokio
Verificación independiente y pasos futuros
Aunque el patrón de rayos gamma no coincide con otras fuentes astrofísicas conocidas, los investigadores mantienen la cautela científica. El equipo subraya que es esencial que otros científicos revisen los datos para confirmar que la radiación proviene efectivamente de la aniquilación de materia oscura.
El siguiente paso lógico en la investigación es buscar esta misma firma energética en otros objetivos astronómicos específicos. Las galaxias enanas que orbitan la Vía Láctea son candidatas ideales debido a su alta concentración de materia oscura y baja interferencia de otras fuentes.
«Esto podría lograrse una vez que se acumulen más datos y, de ser así, proporcionaría una evidencia aún más fuerte de que los rayos gamma se originan de la materia oscura».
Tomonori Totani, investigador principal, Universidad de Tokio
Fuentes: Sciencedaily / BBC
