Después de casi 100 años, los científicos podrían haber detectado materia oscura

Observar rayos gamma de la misma energía en galaxias enanas del halo de la Vía Láctea sería especialmente relevante

El Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi de la NASA podría haber aportado la primera evidencia directa de la materia oscura. Este hallazgo permitiría, por primera vez, ‘ver’ esta forma de materia invisible.

Cabe destacar que se remonta la idea de la materia oscura a la década de 1930. En esos años, el astrónomo suizo Fritz Zwicky observó que varias galaxias se movían a velocidades demasiado altas para la masa que contenían. Esta discrepancia lo llevó a plantear la existencia de un soporte invisible, la materia oscura, capaz de mantenerlas unidas.

Casi un siglo después, expertos de la Universidad de Tokio creen haber encontrado indicios directos de ese fenómeno. Sus resultados fueron publicados en la revista Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, según una información recogida por Europa Press.

Aunque la materia oscura ha sido un enigma desde su formulación. Los científicos solo han podido detectarla a través de sus efectos gravitacionales, capaces de mantener unidas las galaxias. No puede observarse de forma directa porque sus partículas no interactúan con la fuerza electromagnética, lo que impide que absorban, reflejen o emitan luz.

Asimismo, las teorías sobre su composición son abundantes, ya que una de las hipótesis más extendidas propone que está formada por partículas masivas de interacción débil, las WIMP. Son más pesadas que los protones y apenas interactúan con la materia. Aun así, cuando dos WIMP colisionan, se espera que ambas se aniquilen y generen nuevas partículas, entre ellas fotones de rayos gamma.

Durante años, los investigadores han buscado estos rayos gamma característicos en zonas con alta concentración de materia oscura, como el centro de la Vía Láctea. Utilizando los últimos datos del Telescopio Fermi, el profesor Tomonori Totani, del Departamento de Astronomía de la Universidad de Tokio, considera haber detectado finalmente esta señal. Asegura Totani:

«Detectamos rayos gamma con una energía fotónica de 20 gigaelectronvoltios (o 20 mil millones de electronvoltios, una cantidad de energía extremadamente grande) que se extienden en una estructura similar a un halo hacia el centro de la Vía Láctea. El componente de emisión de rayos gamma se asemeja mucho a la forma esperada del halo de materia oscura»

El espectro observado coincide con las predicciones teóricas de la aniquilación de WIMP con una masa unas 500 veces mayor que la del protón. Además, la tasa de aniquilación inferida a partir de la intensidad de los rayos gamma se encuentra dentro del rango esperado por los modelos actuales.

Estas mediciones no se explican fácilmente mediante otros fenómenos astronómicos conocidos. Por ello, Totani sostiene que los datos constituyen un indicio sólido de la emisión de rayos gamma asociada a materia oscura, una señal buscada durante décadas. Apunta:

«Si esto es correcto, hasta donde sé, sería la primera vez que la humanidad ha ‘visto’ materia oscura. Y resulta que la materia oscura es una nueva partícula no incluida en el modelo estándar actual de física de partículas. Esto supone un gran avance en la astronomía y la física»

Aun así, el investigador subraya la necesidad de contrastar estos resultados. Otros equipos deberán realizar análisis independientes. Incluso en caso de confirmarse, los científicos buscarán nuevas evidencias que permitan descartar explicaciones alternativas.

Pruebas adicionales de colisiones de WIMP en otros lugares con alta densidad de materia oscura reforzarían este trabajo. Observar rayos gamma de la misma energía en galaxias enanas del halo de la Vía Láctea sería especialmente relevante. Concluye Totani:

«Esto podría lograrse una vez que se recopilen más datos, y de ser así, proporcionaría evidencia aún más sólida de que los rayos gamma se originan en la materia oscura»