¿Qué pasa si no encontrar algo es en realidad una pista? En la búsqueda de materia oscura, las señales faltantes en algunas galaxias pueden ayudar a explicar lo que se detecta en otras.
En el centro de la Vía Láctea, los telescopios han captado un brillo inusual de rayos gamma, la forma de luz más energética. Una posible explicación es que las partículas de materia oscura chocan y se destruyen entre sí, liberando ráfagas de energía en el proceso. Sin embargo, la misma señal no ha aparecido en otros lugares donde debería.
Ese desajuste se ha convertido en uno de los mayores puntos conflictivos a la hora de interpretar la señal. Si la materia oscura es la responsable, ¿por qué no aparece en todas partes?
Un nuevo modelo descrito en el Journal of Cosmology and Astroparticle Physics ofrece una forma diferente de pensar sobre esa cuestión. En lugar de asumir que la materia oscura se comporta igual en todo el universo, el trabajo sugiere que sus señales pueden depender de las condiciones locales, apareciendo en algunas galaxias y permaneciendo indetectables en otras.
“Lo que intentamos señalar en este artículo es que se podría tener un tipo diferente de dependencia medioambiental”, explicó Gordan Krnjaic en un comunicado de prensa. “La materia oscura podría ser simplemente dos partículas diferentes, y las dos partículas diferentes necesitan encontrarse para poder aniquilarse”.
Por qué faltan señales de materia oscura en las galaxias enanas
Las galaxias enanas, que orbitan alrededor de la Vía Láctea, están repletas de materia oscura y tienen relativamente poca radiación de fondo. Eso los convierte en lugares ideales para buscar señales limpias. Si las interacciones de la materia oscura producen rayos gamma en una galaxia, también se esperarían señales similares en estos sistemas más pequeños. Pero esas señales no han aparecido.
Esa brecha ha llevado a algunos investigadores a buscar explicaciones alternativas para el brillo de la Vía Láctea, como grandes poblaciones de púlsares débiles agrupados cerca del centro de la galaxia. Otros lo ven como una señal de que los modelos más simples de materia oscura pueden estar incompletos.
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Cómo se comporta de manera diferente la materia oscura en las galaxias
Este modelo adopta un enfoque diferente de lo que podría ser la materia oscura. En lugar de una sola partícula, describe dos estados estrechamente relacionados: una versión más ligera y otra ligeramente más pesada. Para que aparezca una señal, las partículas en el estado más ligero necesitan suficiente energía para pasar al estado más pesado antes de que puedan interactuar y producir rayos gamma.
En galaxias grandes como la Vía Láctea, las partículas de materia oscura se mueven más rápido, dándoles suficiente energía cinética para realizar esa transición. Una vez que lo hacen, las interacciones entre los dos estados pueden generar la señal de rayos gamma que detectan los telescopios.
En las galaxias enanas, las partículas se mueven mucho más lentamente. Sin suficiente energía para alcanzar el estado más pesado, esas interacciones se vuelven extremadamente raras y, efectivamente, apagan la señal. Las mismas partículas están presentes en ambos ambientes, pero las condiciones no lo son.
Repensar lo que significa una señal faltante
Las señales faltantes en las galaxias enanas ya no contradicen la idea de que la materia oscura podría estar detrás del brillo de rayos gamma de la Vía Láctea. En este marco, encajan.
La expectativa habitual de que galaxias similares produzcan señales similares no se cumple si esas interacciones dependen de la energía. Algunos sistemas se encenderían, mientras que otros permanecerían en silencio.
A medida que lleguen más observaciones, especialmente de galaxias enanas, debería quedar más claro si las señales débiles están justo por debajo de los límites actuales o están ausentes por completo.
Cualquiera de los dos resultados ayuda a refinar lo que la materia oscura puede y no puede ser. Por ahora, el panorama es menos uniforme de lo que parecía antes, y la ausencia de una señal se convierte en parte de la explicación más que en un problema.
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Fuentes del artículo
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Este artículo hace referencia a información de un estudio publicado en el Journal of Cosmology and Astroparticle Physics: materia oscura dSph-obic