Artículo publicado por Catherine Zandonella el 4 de febrero de 2016 en la Universidad de Princeton
Los estallidos de rayos gamma
procedentes del centro de nuestra galaxia no es probable que sean
señales de materia oscura, sino de otro fenómeno astrofísico, unas
estrellas de rotación rápidas llamadas púlsares de milisegundos, de
acuerdo con dos nuevos estudios, uno de un equipo con sede en la
Universidad de Princeton y el MIT, y otro con sede en los Países Bajos.
Anteriores estudios sugerían que los
rayos gamma procedentes de densas regiones del espacio en el interior de
la galaxia de la Vía Láctea podrían estar causados por la colisión de
partículas de materia oscura. Pero usando nuevos métodos de análisis
estadístico, los dos equipos de investigación encontraron, de forma
independiente, que las señales de rayos gamma no tienen las
características esperadas para las procedentes de materia oscura. Ambos
equipos informan de sus conclusiones en la revista Physical Review Letters.
Exceso de rayos gamma Crédito: Christoph Weniger, Universidad de Amsterdam
“Nuestros análisis sugieren que lo que estamos viendo es la prueba de una nueva fuente de rayos gamma en el centro de la galaxia”, señala Mariangela Lisanti,
profesora adjunta de física en Princeton. “Ésta es una región muy
compleja del cielo, y existen otras señales astrofísicas que podrían
confundirse con señales de materia oscura”.
El centro de la Vía Láctea se cree que
contiene materia oscura debido a que es el hogar de una densa
concentración de masa, incluyendo densos cúmulos de estrellas y un
agujero negro. Un hallazgo concluyente de colisiones de materia oscura
en el centro galáctico sería un gran avance hacia la confirmación de
nuestro comprensión del universo. “Encontrar pruebas directas de estas
colisiones sería interesante debido a que nos ayudaría a comprender las
relaciones entre la materia oscura y la materia común”, explica Benjamin
Safdi, investigador de posdoctorado en el MIT que recibió su doctorado
en 2014 en Princeton.
Para poder asegurar si las señales
proceden de la materia oscura o de otras fuentes, el equipo de
investigación de Princeton/MIT se enfocó en técnicas de procesamiento de
imágenes. Observaron el aspecto que deberían tener los rayos gamma si
procedieran de la colisión de las teóricas partículas de materia
oscura conocidas como WIMPs. Para el análisis, Lisanti, Safdi y Samuel
Lee, antiguo investigador de posdoctorado en Princeton, que actualmente
trabaja en el Insituto Broad, junto a sus colegas Wei Xue y Tracy
Slatyer del MIT, estudiaron imágenes de rayos gamma captadas por el
Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi de la NASA, que ha estado
cartografiando rayos-X desde 2008.
Las partículas de materia oscura se cree
que forman aproximadamente el 85 por ciento de la masa del universo,
pero nunca se ha detectado directamente. La colisión de dos WIMPs, de
acuerdo con el ampliamente aceptado modelo de materia oscura, provoca su
aniquilación generando rayos gamma, que son la forma de energía más
alta de la luz en el universo.
De acuerdo con este modelo, las
partículas de luz, o fotones, de alta energía deberían distribuirse
homogéneamente entre los píxeles de las imágenes captadas por el
telescopio Fermi. Por contra, otras fuentes como las estrellas en
rotación conocidas como púlsares, liberan estallidos de luz que se
muestran como píxeles aislados y brillantes.
Los investigadores aplicaron su método
de análisis estadístico a imágenes recopiladas por el telescopio Fermi y
encontró que la distribución de fotones era agrupada en lugar de
homogénea, lo que indicaba que era improbable que los rayos gamma
estuviesen provocados por las colisiones de partículas de materia
oscura.
Qué son exactamente estas fuentes es
algo que se desconoce, comenta Lisanti, pero una posibilidad es que sean
estrellas en rotación muy viejas conocidas como púlsares de
milisegundo. Señala que sería posible explorar la fuente de rayos gamma
usando otros tipos de estudios del cielo que implican a los
radiotelescopios.
Douglas Finkbeiner, profesor de
astronomía y física en la Universidad de Harvard, que no estuvo
implicado en el actual estudio, señala que aunque el hallazgo complica
la búsqueda de materia oscura, nos lleva hacia otras áreas de
investigación. “Nuestra labor como astrofísicos es caracterizar lo que
vemos en el universo, no lograr un resultado deseado y predeterminado.
Por supuesto que sería genial encontrar materia oscura, pero comprender
qué está pasando y hacer nuevos descubrimientos es apasionante”.
De acuerdo con Christoph Weniger de la Universidad de Amsterdam y autor principal del estudio con sede en los Países Bajos,
este hallazgo es una situación en la que todos ganan: “Ya sea
encontrando miles de púlsares de milisegundo en la próxima década, lo
que arrojaría luz sobre la historia de la Vía Láctea, o no encontrando
nada. En el último caso, la explicación de la materia oscura para el
exceso de rayos gamma sería mucho más obvia”.
Fuente: http://www.cienciakanija.com/2016/02/08/los-rayos-gamma-del-centro-galactico-no-parecen-tener-origen-en-la-materia-oscura/
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