La presunta evidencia de aniquilación de partículas de materia oscura deducida hace una década por el exceso de radiación de alta energía en el centro de la Vía Láctea , ha quedado descartada.
La materia oscura, estimada en un 27 por ciento de la materia del universo, no emite suficiente radiación electromagnética como para ser detectada por los medios usuales, es decir, su existencia está en duda pero se deduce por los efectos gravitacionales que tiene en la materia visible, como pueden ser las estrellas o las galaxias.
En un artículo publicado recientemente en la revista Physical Review D , científicos liderados por la Universidad de California Irvine informan que, a través de un análisis de los datos de Fermi y una serie exhaustiva de ejercicios de modelado, pudieron determinar que los rayos gamma observados con el telescopio Fermi no pudieron haber sido producidos por lo que se denominan partículas masivas de interacción débil, teorizadas más popularmente como materia oscura.
Al eliminar estas partículas, cuya destrucción podría generar energías de hasta 300 gigaelectronvoltios , dicen los autores del artículo, han impuesto las restricciones más fuertes hasta el momento sobre las propiedades de la materia oscura.
"Durante 40 años más o menos, el candidato principal para la materia oscura entre los físicos de partículas fue una partícula térmica, de interacción débil y de escala débil, y este resultado por primera vez descarta ese candidato a partículas de muy alta masa", dijo el co -autor Kevork Abazajian, profesor de física y astronomía de la UCI.
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"En muchos modelos, esta partícula varía de 10 a 1000 veces la masa de un protón, y las partículas más masivas son menos atractivas teóricamente como partícula de materia oscura", agregó el coautor Manoj Kaplinghat, también profesor de física y astronomía de la UCI. "En este documento, estamos eliminando los candidatos a materia oscura en el rango favorecido, lo que es una gran mejora en las limitaciones que ponemos sobre las posibilidades de que sean representativas de la materia oscura".
Abazajian dijo que las señales de materia oscura podrían verse desplazadas por otros fenómenos astrofísicos en el Centro Galáctico , como la formación de estrellas, la desviación de los rayos cósmicos del gas molecular y, más notablemente, las estrellas de neutrones y los púlsares de milisegundos, como fuentes de exceso de rayos gamma detectados por el Telescopio espacial Fermi.
"Observamos todos los diferentes modelos que se llevan a cabo en el Centro Galáctico, incluido el gas molecular, las emisiones estelares y los electrones de alta energía que dispersan fotones de baja energía", dijo el coautor Oscar Macias, académico postdoctoral en física y astronomía en el Instituto Kavli de Física y Matemáticas del Universo de la Universidad de Tokio, cuya visita a Irvine en 2017 inició este proyecto. "Nos tomó más de tres años reunir todos estos nuevos y mejores modelos y examinar las emisiones, encontrando que queda poco espacio para la materia oscura".
El grupo probó todas las clases de modelos utilizados en la región del Centro Galáctico para analizar el exceso de emisiones, y sus conclusiones se mantuvieron sin cambios. "Uno tendría que crear un modelo de emisión difusa que deja un gran 'agujero' en ellos para relajar nuestras limitaciones, y la ciencia no funciona de esa manera", dijo Macías.
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Kaplinghat señaló que los físicos han predicho que la radiación de la aniquilación de materia oscura se representaría en una forma esférica o elíptica ordenada emanando del Centro Galáctico, pero el exceso de rayos gamma detectado por el telescopio espacial Fermi después de su despliegue en junio de 2008 se muestra como un triaxial , estructura en forma de barra.
¿Esta investigación descarta la existencia de materia oscura en la galaxia? "No", dijo Kaplinghat. "Nuestro estudio limita el tipo de partícula que podría ser la materia oscura. Las múltiples líneas de evidencia de la materia oscura en la galaxia son sólidas y no se ven afectadas por nuestro trabajo".
Lejos de considerar que los hallazgos del equipo son desalentadores, Abazajian dijo que deberían alentar a los físicos a enfocarse en conceptos distintos a los más populares.
"Hay muchos candidatos alternativos a la materia oscura", dijo. "La búsqueda se parecerá más a una expedición de pesca en la que aún no se sabe dónde están los peces".
nrv