Fermi aporta nuevas e impresionantes pistas sobre la materia oscura
4/4/2014 de NASA
Un nuevo estudio de luz en rayos gamma del centro de nuestra galaxia aporta los datos más firmes hasta la fecha que apoyan la teoría de que esta emisión puede proceder de materia oscura, una sustancia desconocida que constituye la mayor parte del universo material. Usado datos públicos del telescopio espacial de rayos gamma Fermi de NASA, en trabajos independientes, científicos del Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab), el Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), el Massachusetts Institute of Technology (MIT) y la Universidad de Chicago han desarrollado nuevos mapas mostrando que el centro galáctico produce más rayos gamma de alta energía de los que se pueden explicar con las fuentes conocidas, y este exceso de emisión está de acuerdo con algunas formas de materia oscura.
“El nuevo mapa nos permite analizar y comprobar si las explicaciones más convencionales, como la presencia de púlsares no descubiertos o colisiones de rayos cósmicos en nubes de gas pueden justificar la emisión”, afirma Dan Hooper, de Fermilab, director del estudio. “La señal que encontramos no puede ser explicada por las alternativas propuestas hasta ahora y se encuentra en muy buen acuerdo con las predicciones de modelos de materia oscura muy simples”.
El centro galáctico está lleno de fuentes de rayos gamma, desde sistemas de binarias en interacción a púlsares aislados, remanentes de supernovas y partículas chocando con gas interestelar. También es donde los astrónomos esperan encontrar la densidad más alta de materia oscura de la galaxia, que normalmente sólo afecta a la materia normal y la a radiación por su fuerza de gravedad. Grandes cantidades de materia oscura atraen a la materia normal, formando una base sobre la cual se construyen estructuras visibles, como las galaxias.
Nadie conoce la verdadera naturaleza de la materia oscura, pero las Partículas Masivas que Interacionan Débilmente (WIMPs) representan una de las clases favoritas de candidatos. Los teóricos han imaginado una amplia variedad de clases de WIMPs, algunas de las cuales se aniquilan mutuamente o producen partículas intermedias que se desintegran rápidamente cuando chocan. En ambos casos siempre se acaba con la producción de rayos gamma – la forma más energética de luz – a energías detectables por el telescopio de gran campo (LAT) de Fermi.
Cuando los astrónomos sustraen cuidadosamente todas las fuentes conocidas de rayos gamma observadas por LAT en el centro galáctico, permanece un exceso a energías principalmente de entre 1 a 3 mil millones de electronvolts (GeV), y que se extiende por una región hasta más de 5000 años-luz del centro galáctico.
Hooper y sus colaboradores concluyen que las aniquilaciones de partículas de materia oscura con una masa entre 31 y 40 Gev se ajustan notablemente bien al exceso basado en el espectro de rayos gamma, su simetría alrededor del centro galáctico y su brillo total.
