Uno de los misterios más acalorados de la astronomía continuará, ya que una nueva investigación no logra descartar la materia oscura autoaniquiladora como fuente de emisiones de rayos gamma desde el corazón de la Vía Láctea. Conocida como Exceso del Centro Galáctico, un resplandor esférico de rayos gamma que se extiende a miles de años luz desde el núcleo de nuestra galaxia, esta luz de alta energía ha desconcertado a los investigadores durante más de una década.
Si bien se han propuesto varias explicaciones posibles para el exceso del Centro Galáctico, incluida una población de estrellas de neutrones que giran rápidamente llamadas púlsares, una de las más frecuentes ha sido un tipo específico de partícula de materia oscura. La materia oscura es la sustancia misteriosa que representa el 85% de la materia del universo. Es efectivamente invisible porque no interactúa con la luz ni con la materia “ordinaria” compuesta de átomos. Ese hecho ha llevado a que se propongan muchas posibles partículas candidatas a materia oscura, incluidas algunas que se autoaniquilan. Esto es similar a lo que sucede cuando un electrón se encuentra con su contraparte de antimateria, el positrón. Los dos se aniquilan mutuamente, liberando energía al cosmos.
Para la materia oscura que se autoaniquila, estas partículas serían sus propias antipartículas, es decir, cuando interactúan, se aniquilarían y liberarían energía en forma de rayos gamma. Dado que la materia oscura supera a la materia ordinaria en una proporción de cinco a uno, uno podría esperar que esta aniquilación ocurriera constantemente, inundando el cosmos con rayos gamma, pero la materia oscura rara vez interactúa consigo misma en este modelo. Por lo tanto, la aniquilación de la materia oscura es sólo un factor cuando esta materia misteriosa está densamente agrupada en una región como el corazón de una galaxia.
Desafortunadamente, investigar el corazón de la Vía Láctea es realmente un desafío.
“Interpretar la señal es particularmente difícil porque el Centro Galáctico es una región excepcionalmente brillante y poblada del cielo de rayos gamma”, dijo en un comunicado Florian List, miembro del equipo e investigador de la Universidad de Viena.
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Llegando al punto
Para investigar si la aniquilación de la materia oscura podría realmente explicar el exceso del Centro Galáctico, List y sus colegas recurrieron al aprendizaje automático entrenado en más de un millón de observaciones simuladas de rayos gamma. Enfoques similares anteriores habían señalado fuentes de luz comparativamente brillantes y no resueltas como una fuente potencial del exceso del Centro Galáctico. Sin embargo, esta nueva investigación demostró que estas fuentes puntuales, incluidos los púlsares, serían extremadamente débiles, y eso es una buena noticia para los científicos que favorecen la aniquilación de la materia oscura como causa de estos rayos gamma.
Esto se debe a que, mientras que investigaciones anteriores han sugerido que sólo unos pocos cientos de púlsares podrían ser suficientes para explicar el exceso del Centro Galáctico, estos hallazgos indican que la población de púlsares en el corazón de la Vía Láctea tendría que ser superior a 35.000.
“Nuestro nuevo análisis muestra que las fuentes tendrían que ser tan débiles que serían casi indistinguibles de la emisión esperada al aniquilar la materia oscura”, dijo Nick Rodd, miembro del equipo y científico del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley.
Si bien esta investigación puede mantener la materia oscura en el juego como una explicación plausible, está lejos de confirmar la aniquilación de esta materia misteriosa como fuente del exceso del Centro Galáctico. “El origen del exceso del Centro Galáctico es uno de los debates de más larga duración en astrofísica”, dijo List. “Nuestro trabajo no demuestra que la materia oscura sea responsable de la señal. Sin embargo, sugiere que aún es demasiado pronto para descartar esta posibilidad”.
La investigación del equipo fue publicada el jueves (5 de febrero) en la revista Physical Review Letters.