Los investigadores de Johns Hopkins pueden haber identificado una pista convincente en su búsqueda en curso para demostrar la existencia de la materia oscura.
El misterioso resplandor difuso de los rayos gamma cerca del centro de la Vía Láctea ha desconcertado a los investigadores durante décadas, tratando de descubrir si la luz proviene de partículas de materia oscura en colisión o de estrellas de neutrones que giran rápidamente.
Un nuevo estudio encuentra que ambas teorías son igualmente probables.
«La materia oscura domina el universo y une a las galaxias. Es tan importante que siempre estamos pensando frenéticamente en ideas sobre cómo podemos detectarla», dijo el coautor Joseph Silk, profesor de física y astronomía en la Universidad Johns Hopkins e investigador del Instituto de Astrofísica de París y la Universidad de la Sorbona.
«Los rayos gamma, en particular el exceso de luz observado en los centros de las galaxias, podrían ser la primera pista».
Una supercomputadora puede predecir dónde se encuentra la materia oscura
Los investigadores utilizaron una supercomputadora para crear un mapa de dónde debería ubicarse la materia oscura en la Vía Láctea, teniendo en cuenta por primera vez la historia de formación de las galaxias.
Actualmente, la Vía Láctea es un sistema estelar relativamente cerrado, sin que entre ni salga material. Sin embargo, este no fue siempre el caso.
Durante los primeros mil millones de años, muchos pequeños sistemas parecidos a galaxias hechos de materia oscura y otras materias invadieron y se convirtieron en los componentes básicos de la joven Vía Láctea. El número de colisiones de materia oscura aumentó a medida que las partículas de materia oscura fueron atraídas hacia el centro de la galaxia y se agruparon.
Cuando los investigadores tuvieron en cuenta colisiones más realistas, los mapas simulados coincidieron con mapas reales de rayos gamma tomados por el Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi.
Los rayos gamma pueden provenir de la materia oscura
Estos mapas coincidentes completan un trío de líneas de evidencia que sugieren que el exceso de rayos gamma en el centro de la Vía Láctea puede provenir de materia oscura.
Los rayos gamma procedentes de las colisiones de partículas de materia oscura producen las mismas señales y características que las observadas en el mundo real. Sin embargo, los investigadores señalaron que esta no es una evidencia concluyente.
La luz emitida por viejas estrellas de neutrones reactivadas que giran rápidamente, llamadas púlsares de milisegundos, también podría explicar características en mapas, mediciones y señales de rayos gamma existentes.
Sin embargo, los investigadores señalaron que esta teoría del púlsar de milisegundos está incompleta. Para que estos cálculos funcionen, los investigadores deben asumir que hay muchos más púlsares de milisegundos de los que observaron.
Un nuevo telescopio podría proporcionar respuestas definitivas
La respuesta puede venir con la construcción de un nuevo y enorme telescopio de rayos gamma llamado Cerenkov Telescope Array.
Los investigadores creen que los datos obtenidos de telescopios de alta resolución que pueden medir señales de alta energía pueden ayudar a los astrofísicos a superar la paradoja.
Los investigadores están planeando un nuevo experimento para comprobar si estos rayos gamma de la Vía Láctea tienen energías más altas, es decir, son púlsares de milisegundos o productos de menor energía de colisiones de materia oscura.
Mapeo de predicciones en galaxias enanas
Mientras tanto, los investigadores trabajarán para predecir dónde se encontrará la materia oscura en algunas galaxias enanas seleccionadas que orbitan la Vía Láctea.
Una vez que mapee sus predicciones, podrá compararlas con datos de alta resolución.
Silk concluyó: «Los nuevos datos pueden respaldar una teoría más que otra, o puede que no encontremos nada en absoluto. En ese caso, habrá un enigma aún mayor que resolver».
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