Misteriosos rayos X intergalácticos apuntan a la materia oscura

Mosaico de fuentes de rayos X. Imagen: ESA

Los astrónomos que analizan los datos recopilados por la nave espacial XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea han encontrado un aumento inesperado en las tasas de emisión de rayos X de la galaxia de Andrómeda y el cúmulo de galaxias de Perseo. Simplemente: se sabe qué objetos celestes dados deberían estar irradiando hacia el cosmos en función de las fuentes de emisión entendidas (observadas) y, sin embargo, todavía hay algo extra.



Esto es materia oscura, potencialmente.






Primero un Resumen rápido de la materia oscura : DM es el material que, según sus efectos gravitatorios en las galaxias, podemos estimar que es aproximadamente el 26 por ciento de todo en el universo (en comparación con el 4 por ciento de materia 'normal' y el resto es energía oscura). Por lo general, se supone que es algún tipo de partícula que interactúa mal con la materia no oscura, experimentando quizás menos o ninguna de las fuerzas fundamentales más allá de la gravedad.





La mayoría de los experimentos de detección en la Tierra (y hay bastantes), buscan partículas llamadas WIMP, que son pesadas y de interacción débil (experimentando principalmente solo la fuerza gravitacional). Pero algunas otras teorías sugieren partículas que son muy, muy ligeras y experimentan las mismas fuerzas, pero muy tímidamente. A medida que los experimentos WIMP continúan sin resultados, recientemente se ha centrado más la atención en la última idea de luz-materia 'defectos topológicos'. (Estas nieblas cósmicas de materia ligera condensada también son la posibilidad más interesante, en mi opinión).

Impresión artística del XMM-Newton. Imagen: ESA






Un detector a bordo de la Estación Espacial Internacional también ha grabado algo extra en los rayos cósmicos que chocan contra la atmósfera de la Tierra, otra discrepancia entre las predicciones basadas en fenómenos conocidos y las observaciones. Ni esas observaciones ni la protuberancia de rayos X de XMM-Newton ofrecen materia oscura en un anzuelo de pesca, pero ciertamente sorprenden.



Los nuevos hallazgos, que se publicarán en Physical Review Letters, se alinean con otra teoría de la materia oscura: neutrinos estériles . Estos neutrinos se parecen mucho a los neutrinos que conocemos y amamos, vagabundos cósmicos que no interactúan electromagnéticamente, como electrones sin carga, excepto que ni siquiera sienten la fuerza débil, que es la que tiene que ver con la desintegración radiactiva.

Los neutrinos estériles deberían descomponerse en rayos X, lo que nos devuelve a las señales anómalas. 'Los flujos relativos de los dos objetos están de acuerdo con lo que se sabe sobre sus distribuciones de DM', dijeron los astrónomos. escribir en una versión preimpresa del próximo artículo .

'El límite superior de este conjunto de datos es consistente con las expectativas de una señal de DM que vendría en este caso principalmente del halo de la Vía Láctea', continúa el informe. 'Sin embargo, como la línea es débil y las incertidumbres en la distribución de DM son significativas, claramente se necesitan detecciones positivas o fuertes restricciones de más objetos para determinar la naturaleza de esta señal'.

¿Y ahora qué?

'La confirmación de este descubrimiento puede conducir a la construcción de nuevos telescopios especialmente diseñados para estudiar las señales de las partículas de materia oscura', ofreció en un comunicado Alexey Boyarsky, físico de la Universidad de Leiden. 'Sabremos dónde mirar para rastrear estructuras oscuras en el espacio y podremos reconstruir cómo se formó el universo'.