¿El Misterio se desvela?: posible detección directa de materia oscura

Científicos japoneses encuentran la firma de rayos gamma predicha tras casi un siglo de búsqueda.

Casi un siglo después de que fuera concebida, la materia oscura podría haber pasado del reino de la inferencia al de la observación directa. Científicos de la Universidad de Tokio, utilizando datos del Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi de la NASA, creen haber detectado la "firma de aniquilación" de esta esquiva sustancia, un hallazgo que, de confirmarse, reescribiría los libros de física y astronomía.

La historia se remonta a principios de la década de 1930, cuando el astrónomo suizo Fritz Zwicky notó que las galaxias se movían a velocidades inusualmente altas. Su conclusión fue que una especie de andamiaje invisible —la materia oscura— debía estar allí, ejerciendo la fuerza gravitacional necesaria para mantenerlas unidas. Desde entonces, solo hemos podido "ver" sus efectos gravitacionales.

Ahora, el estudio publicado en el Journal of Cosmology and Astroparticle Physics presenta una nueva y emocionante pista.

Rastreando la aniquilación WIMP

La materia oscura es invisible porque sus partículas no interactúan con la fuerza electromagnética; es decir, no absorbe, refleja ni emite luz. La teoría dominante postula que esta materia se compone de Partículas Masivas de Interacción Débil (WIMP): partículas más pesadas que los protones, pero que casi nunca interactúan con la materia ordinaria.

La clave de la detección radica en una predicción teórica: cuando dos partículas WIMP chocan, se aniquilan mutuamente, liberando un estallido de energía en forma de otras partículas, incluidos fotones de rayos gamma.

El profesor Tomonori Totani, del Departamento de Astronomía de la Universidad de Tokio, se enfocó en las regiones de mayor concentración de materia oscura, particularmente el centro de nuestra Vía Láctea, en busca de estos rayos gamma específicos.

El halo galáctico de 20 Gigaelectronvoltios

Utilizando los datos más recientes del Telescopio Fermi, Totani ha detectado rayos gamma con una energía fotónica de 20 Gigaelectronvoltios (20 GeV), una cantidad de energía extremadamente alta. Lo crucial es la forma de esta emisión: se extiende en una estructura similar a un halo hacia el corazón de la galaxia.

“El componente de emisión de rayos gamma se asemeja mucho a la forma esperada del halo de materia oscura”, asegura Totani.

Además, el espectro de energía observado coincide con la emisión que se esperaría de la aniquilación de WIMP hipotéticos, cuya masa sería aproximadamente 500 veces mayor que la de un protón. La frecuencia de aniquilación, estimada a partir de la intensidad de los rayos gamma, también encaja con las predicciones teóricas.

Totani subraya que estas mediciones no pueden ser explicadas fácilmente por fenómenos astronómicos más comunes, lo que convierte a estos datos en un “fuerte indicio” de la emisión de rayos gamma proveniente de la materia oscura.

Un hito para la ciencia

“Si esto es correcto, hasta donde sé, sería la primera vez que la humanidad ha ‘visto’ materia oscura”, afirma Totani. Esto implicaría que la materia oscura es una nueva partícula que no forma parte del Modelo Estándar actual de la física, un avance de proporciones incalculables.

Si bien Totani confía en sus mediciones, la comunidad científica exige verificación independiente. El siguiente paso crítico será buscar pruebas adicionales de colisiones WIMP en otros lugares de alta concentración de materia oscura. Por ejemplo, detectar emisiones de rayos gamma de la misma energía provenientes de galaxias enanas dentro del halo de la Vía Láctea, lo que fortalecería drásticamente el análisis de Totani.

"Esto podría lograrse una vez que se recopilen más datos, y de ser así, proporcionaría evidencia aún más sólida de que los rayos gamma se originan en la materia oscura", concluye el investigador. Con datos de Europa Press