abc - 3 days ago

No solo uno, sino dos artículos científicos diferentes sugieren que la materia oscura , la misteriosa sustancia que da cuenta del 85% de la materia que hay en el Universo, podría no ser tan invisible como se creía. Un tenue resplandor de rayos gamma en el centro de nuestra galaxia y una sutil coloración de la luz que atraviesa las nubes de materia oscura han abierto, en efecto, un nuevo y prometedor capítulo de la astrofísica. Durante décadas, la materia oscura ha traído de cabeza a físicos y astrónomos de todo el mundo. Se trata de un tipo de materia que no emite radiación alguna (es decir, que no interactúa con la luz en ninguna de sus longitudes de onda), por lo que nuestros telescopios resultan del todo inútiles a la hora de detectarla. Pero sabemos que está ahí porque su gravedad afecta a los objetos de materia normal que sí podemos ver, como estrellas y galaxias. Sin embargo, dos investigaciones recién publicadas en Physical Review Letters y Physics Letters B , han encendido una chispa de esperanza. Y es que, después de todo, la sustancia que domina el cosmos podría estar, de alguna manera, interactuando con la luz. Los dos estudios no solo reavivan la larguísima y hasta ahora infructuosa cacería de Materia Oscura, sino que también nos obligan a replantearnos su propia naturaleza. Si la materia oscura tiene realmente una huella dactilar luminosa, estaríamos ante uno de los mayores descubrimientos de la astrofísica moderna. El primer estudio nos lleva al corazón mismo de la Vía Láctea, la galaxia en que vivimos. Porque justo ahí, y desde 2009, el Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi, de la NASA, ha estado registrando un exceso de rayos gamma, una especie de brillo fantasmal que parece emanar del centro galáctico. El resplandor, conocido como el Exceso de GeV del Centro Galáctico (GCE), lleva años siendo objeto de un acalorado debate en la comunidad científica. De hecho, hay dos posibles explicaciones para el fenómeno. La primera culpa a los púlsares, estrellas de neutrones que giran a velocidades vertiginosas (el más rápido hasta ahora, PSR J1748-2446ad, lo hace a 716 veces por segundo), emitiendo en cada giro potentes haces de radiación, incluidos los rayos gamma. Y la segunda, la hipótesis más excitante, es que se trata de partículas de materia oscura aniquilándose entre sí, lo que requiere que la materia oscura esté hecha de WIMPs (Partículas Masivas que Interactúan Débilmente). En teoría, cuando estas partículas chocan entre sí, o con sus antipartículas, se aniquilan mutuamente, liberando una ráfaga de energía en forma de fotones de rayos gamma. Hasta ahora, la forma de este resplandor, su morfología, se ha considerado un factor decisivo para conocer su naturaleza. Algunos estudios han sugerido que, si el resplandor efectivamente procede de la Materia Oscura, la forma del halo luminoso debería ser esférica. En cambio, si el resplandor gamma proviene de púlsares, el resplandor debería tener una forma más cuadrada . Pero el cosmólogo Moorits Mihkel Muru, que lidera el artículo publicado en Physical Reviews Letters, ha puesto en jaque la idea de la esfera perfecta . Junto a su equipo, en el que participa Joseph Silk, de la Universidad Johns Hopkins, el investigador simuló la compleja historia evolutiva de galaxias similares a la Vía Láctea, teniendo en cuenta por primera vez el largo historial de fusiones de nuestra galaxia. Porque la Vía Láctea no se formó en el vacío, sino que durante sus primeros mil millones de años, se tragó galaxias más pequeñas y también sistemas y nubes enteras hechos de materia oscura. De este modo, y al incluir estas fusiones galácticas en las simulaciones, los investigadores descubrieron que el halo de materia oscura de la Vía Láctea no es del todo esférico, sino que está ligeramente achatado o deformado. Y cuando proyectaron el mapa de materia oscura resultante, el resplandor de rayos gamma que produciría por aniquilación de sus partículas tenía, precisamente, una forma no esférica sino más bien cuadrada . Lo cual, y por primera vez, significa que, morfológicamente, la materia oscura ya no queda descartada por la forma del resplandor, que hasta ahora se había considerado esférica. En otras palabras, las dos hipótesis (púlsares y materia oscura) son ahora igualmente plausibles. Como explica Joseph Silk, «la materia oscura domina el Universo y mantiene unidas a las galaxias. Es extremadamente importante y pasamos todo el tiempo pensando, casi desesperadamente, en ideas sobre cómo podríamos detectarla. Los rayos gamma, y concretamente el exceso de luz que estamos observando en el centro de nuestra galaxia, podrían ser nuestra primera pista». Una pista que podría llevarnos pronto a una detección segura de la esquiva sustancia gracias al futuro Cherenkov Telescope Array (CTA), un enorme telescopio de rayos gamma que, previsto para entrar en funcionamiento en 2026, tendrá la resolución y la capacidad de medir energías mucho más altas de las actuales, lo que permitirá a los astrofísicos distinguir entre la señal de alta energía de los púlsares y la señal de baja energía que se espera de las aniquilaciones de materia oscura. El segundo estudio, publicado en Physics Letters B , sugiere por su parte que la materia oscura podría estar dejando una marca aún más directa en la luz, una que la haría visible, aunque de forma muy sutil. Los autores, de la Universidad de York, desafían la creencia dominante y proponen que, si bien la materia oscura no interactúa directamente con la luz, sí que podría hacerlo de forma indirecta, a través de una especie de regla de los seis apretones de manos , según la que cualquier persona en el mundo puede conectar con cualquier otra a través de una cadena de conocidos de no más de seis pasos. Del mismo modo, las partículas de materia oscura se relacionarían con los fotones, las partículas que transportan la luz. Podemos pensar en ello como una cadena de intermediarios. El fotón no conoce directamente a la materia oscura. Pero si se confirmara que la materia oscura está hecha de WIMPs, entonces esos WIMPs podrían interactuar, aunque muy débilmente, con partículas como el bosón de Higgs o el quark cima (uno de los seis sabores de los quark). Y estas partículas, a su vez, interactuar con el fotón. Sería algo así como un rumor que va de boca en boca: la materia oscura le cuenta algo al Higgs, el Higgs al quark cima, y el quark cima al fotón. Un intercambio indirecto que, por débil que sea, se traduciría en una pequeña, pequeñísima, dispersión de la luz al atravesar una región densa en Materia Oscura. Según el estudio, el resultado implica que la luz que pasa a través de la materia oscura podría adquirir un ligero tinte o coloración : rojo si la materia oscura está hecha de WIMPS p o azul si la naturaleza de la materia oscura es puramente gravitatoria o resulta ser más ligera (por ejemplo, si está hecha de axiones). «Es una pregunta bastante inusual en el mundo científico -afirma Mikhail Bashkanov, coautor del articulo-, porque la mayoría de los investigadores estarían de acuerdo en que la materia oscura es oscura, pero hemos demostrado que incluso la materia oscura más oscura que se pueda imaginar, todavía podría tener una especie de firma de color». La interacción, desde luego, tendría un valor minúsculo y fuera del alcance de nuestros instrumentos actuales, pero podría ser detectable con la próxima generación de telescopios extremadamente sensibles. Ambos estudios, aunque muy diferentes en su aproximación (uno analiza una fuente de rayos gamma ya observada y el otro propone una nueva forma de interacción), convergen en una idea poderosa: la materia oscura podría, después de todo, dejar un leve rastro luminoso de su existencia. Y nosotros podemos detectar ese rastro. En palabras de Silk, «es posible que cuando veamos los nuevos datos podamos confirmar una teoría sobre la otra. O tal vez no encontremos nada, en cuyo caso tendremos un misterio aún mayor que resolver».

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