Es posible que los científicos hayan «visto» la materia oscura por primera vez gracias al telescopio espacial de rayos gamma Fermi de la NASA. De ser así, esta sería la primera detección directa de la sustancia más misteriosa del universo.
La materia oscura fue teorizada en 1933 por el astrónomo Fritz Zwicky, quien descubrió que las galaxias visibles del Grupo de coma Carecía de la influencia gravitacional necesaria para evitar que este grupo se separara. Luego, en la década de 1970, el astrónomo Vera Rubin y sus colegas descubrieron que los bordes exteriores de las galaxias espirales giraban al mismo ritmo que sus centros, algo que sólo sería posible si la mayor cantidad de masa en estas galaxias no estuviera concentrada en sus centros, sino más bien dispersada. Estas no son observaciones directas de materia oscura, por supuesto, pero se hacen inferencias utilizando las interacciones de la materia oscura con la gravedad, así como la influencia que la gravedad tiene sobre la materia ordinaria y la luz. Aún así, debido a estos hallazgos, los astrónomos han calculado desde entonces que todas las galaxias grandes están incrustadas dentro de vastos halos de materia oscura que se expanden mucho más allá de los límites de la materia visible en las galaxias (como los halos galácticos de estrellas).
Ahora se estima que las partículas de esta misteriosa sustancia pesan más que las partículas que componen la materia cotidiana en una proporción de cinco a uno. Eso significa que todo lo que vemos a nuestro alrededor en el día a día (estrellas, planetas, lunas, nuestros cuerpos, el gato de al lado, etc.) representa solo el 15% de la materia del universo, y la materia oscura representa el otro 85%. Al misterio de la materia oscura se suma el hecho de que, debido a que interactúa tan débilmente con la radiación electromagnética, o no interactúa en absoluto, no emite, absorbe ni refleja luz. Por lo tanto, es efectivamente invisible en todas las longitudes de onda de la luz, o al menos eso pensábamos.
Existe una posibilidad de que la materia oscura produzca luz. Si las partículas de materia oscura se «aniquilan» cuando se encuentran e interactúan, como lo hacen la materia y su contraparte antimateria, entonces debería producir una lluvia de partículas, incluidos fotones de rayos gamma que, aunque invisibles a nuestros ojos, podrían ser «vistos» mediante sensibles telescopios espaciales de rayos gamma. Una de las partículas «autoaniquiladoras» sugeridas que, según la teoría, comprenden la materia oscura son las llamadas «partículas masivas de interacción débil» o «partículas masivas de interacción débil».DEBILES«.
Un equipo de investigadores, dirigido por Tomonori Totani del Departamento de Astronomía de la Universidad de Tokio, dirigió la nave espacial Fermi a las regiones de la Vía Láctea donde debería congregarse la materia oscura, concretamente en el centro de nuestra galaxia, y buscó esta reveladora firma de rayos gamma.
Bueno, Totani cree que finalmente encontramos esa firma.
«Detectamos rayos gamma con una energía fotónica de 20 gigaelectronvoltios (o 20 mil millones de electronvoltios, una cantidad extremadamente grande de energía) que se extienden en una estructura similar a un halo hacia el centro de la Vía Láctea», dijo Totani. «El componente de emisión de rayos gamma se asemeja mucho a la forma esperada del halo de materia oscura».
Y este no es el único partido reñido. La firma energética de estos rayos gamma coincide estrechamente con la que se prevé que surgirá de la aniquilación de WIMP en colisión, que se predice que tendrán una masa alrededor de 500 veces la de un protón, las partículas de materia ordinaria que se encuentran en el corazón de los átomos. Totani sugiere que no hay ningún otro fenómeno astronómico que explique fácilmente los rayos gamma observados por Fermi.
«Si esto es correcto, hasta donde yo sé, sería la primera vez que la humanidad ‘ve’ materia oscura. Y resulta que la materia oscura es una nueva partícula no incluida en el modelo estándar actual de física de partículas», dijo Totani. «Esto significa un gran avance en astronomía y física».
Si bien Totani confía en que lo que él y sus colegas han detectado es la firma de WIMP de materia oscura que se aniquilan entre sí en el corazón de la vía Lácteala comunidad científica en general necesitará más pruebas contundentes antes de cerrar el libro sobre este misterio de casi un siglo de antigüedad.
«Esto puede lograrse una vez que se acumulen más datos y, de ser así, proporcionaría pruebas aún más sólidas de que los rayos gamma se originan a partir de la materia oscura», añadió Totani.
La investigación del equipo fue publicada el martes (25 de noviembre) en el Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.