Un nuevo giro en la historia de la materia oscura
20/12/2017 de Chandra / Physical Review D
Esta imagen muestra los datos en rayos X de Chandra (azul) del cúmulo de galaxias de Perseo, que han sido combinados con datos en el óptico del telescopio espacial Hubble (rosa) y emisión en radio del VLA (rojo). Créditos: rayos X de NASA/CXO/Oxford University/J. Conlon et al.; radio de NRAO/AUI/NSF/Univ. of Montreal/Gendron-Marsolais et al. ; óptico de NASA/ESA/IoA/A. Fabian et al.; DSS.
Una interpretación novedosa de los datos en rayos X de un cúmulo de galaxias podría ayudar a los científicos a completar una misión en la que llevan décadas embarcados: determinar la naturaleza de la materia oscura. El hallazgo se basa en una nueva explicación para un conjunto de resultados obtenidos con los telescopios de rayos X Chandra de NASA, XMM-Newton de ESA y Hitomi de JAXA. Si se confirma con observaciones futuras, supondría un importante paso adelante en nuestro conocimiento sobre la naturaleza de la misteriosa sustancia invisible que constituye cerca de un 85% de la materia del Universo.
La historia de este trabajo tuvo comienzo en 2014, cuando un grupo de astrónomos dirigido por Esra Bulbul (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics enCambridge, Mass.) halló un pico de intensidad a una energía muy específica en observaciones realizadas con Chandra y XMM-Newton del gas caliente del cúmulo de galaxias de Perseo.
El pico , o línea de emisión, se encuentra a la energía de 3.5 kiloelectronvolts (keV). La intensidad de la línea de emisión a 3.5 keV es muy difícil de explicar (si no imposible) en términos de características observadas o predichas anteriormente de objetos astronómicos y, por tanto, se sugirió que tenía origen en la materia oscura. Más tarde se encontró la línea de emisión a 3.5 keV en otros cúmulos, en la galaxia M31 y en las afueras del cúmulo de Perseo, Sin embargo, otros astrónomos no la detectaron al observar otros objetos. El debate pareció encontrar su final cuando el satélite Hitomi en 2016 no detectó la línea de 3.5 keV en el cúmulo de Perseo, pero paradójicamente ha servido para dar un giro a la historia de la materia oscura.
Ahora un equipo dela Universidad de Oxford ha revisado los datos obtenidos por Chandra de la región cercana al agujero negro del cúmulo de Perseo, encontrando un déficit en lugar de un superávit de rayos X a 3.5 keV. Esto sugiere que algo en Perseo absorbe los rayos X a exactamente esta energía. Así, el equipo de Oxford sugiere que las partículas de materia oscura podrían ser parecidas a átomos que poseen dos estados de energía separados por 3.5keV. Si fuera así, sería posible observar la línea de absorción a 3.5 keV al observar en ángulos cercanos a la dirección del agujero negro y una línea de emisión al mirar al gas caliente de un cúmulo a ángulos grandes, lejos del agujero negro.
