Un equipo internacional de astrofísicos ha detectado un resplandor de rayos gamma en el núcleo de la Vía Láctea cuya fuente sigue sin explicación clara. Publicado en Physical Review Letters, el estudio sugiere que esta emisión podría ser la primera huella indirecta de la materia oscura, el componente invisible que constituye aproximadamente el 85 % del universo.
El hallazgo, realizado a partir de datos del telescopio espacial Fermi, describe una emisión difusa, simétrica y persistente, que no se ajusta a ninguna fuente astrofísica conocida, como supernovas, agujeros negros o sistemas binarios de rayos X. Por sus características, los investigadores plantean que podría tratarse del resultado de colisiones y aniquilaciones entre partículas de materia oscura en el centro galáctico.
Dos modelos enfrentados
El próximo paso: pruebas con el Observatorio Cherenkov
El exceso de rayos gamma abarca una región de aproximadamente 7.000 años luz alrededor del centro de la galaxia, ubicado a unos 26.000 años luz de la Tierra. Desde hace años, dos teorías han intentado explicar este fenómeno. Una apunta a un enjambre de púlsares de milisegundo (estrellas de neutrones altamente energéticas) aún no detectadas directamente; la otra, más ambiciosa, sugiere que se trata de un rastro energético generado por la autodestrucción de partículas de materia oscura.
“Nuestro nuevo resultado clave es que los datos se ajustan a las predicciones de la materia oscura al menos tan bien como a la hipótesis rival de las estrellas de neutrones”, señala el astrofísico Joseph Silk, investigador de la Universidad Johns Hopkins y la Universidad de la Sorbona, y autor principal del estudio.
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Las simulaciones computacionales realizadas en el marco del trabajo muestran que ambas hipótesis ofrecen un ajuste estadístico similar. Sin embargo, el patrón observado, especialmente su simetría y distribución, parece ajustarse ligeramente mejor al modelo de aniquilación de partículas oscuras.
“El tipo de señal que observamos corresponde con precisión a lo que esperaríamos de colisiones de materia oscura”, añade Moorits Mihkel Muru, coautor del estudio y astrofísico de la Universidad de Tartu.
Detectan un exceso de rayos gamma en el corazón de la Vía Láctea
A pesar de su potencial relevancia, los investigadores son prudentes. Ninguna de las hipótesis puede ser confirmada con los datos actuales. La clave, afirman, estará en futuras observaciones más precisas.
Uno de los instrumentos clave será el Observatorio de Telescopios Cherenkov, actualmente en construcción en Chile. Con una sensibilidad sin precedentes para detectar rayos gamma de muy alta energía, este observatorio podría distinguir de forma concluyente entre señales originadas por púlsares y las que podrían derivar de interacciones de materia oscura. Su entrada en funcionamiento está prevista para 2026.
“Comprender la naturaleza de la materia oscura es uno de los mayores desafíos de la física moderna”, destaca Silk. Hasta ahora, la materia oscura solo ha podido inferirse a través de sus efectos gravitacionales. Si el resplandor detectado resulta ser una firma de su existencia, estaríamos ante el primer indicio físico directo de una de las piezas más esquivas del modelo cosmológico estándar.
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La idea de la materia oscura tiene casi un siglo de historia. Fue propuesta para explicar las velocidades de rotación de las galaxias, imposibles de justificar solo con la materia visible. Desde entonces, ha ocupado un lugar central en la cosmología moderna, pero nunca ha sido detectada de forma directa.
“Es el andamio invisible sobre el que se construyó todo lo que vemos”, resume Silk. Según los modelos actuales, las galaxias se formaron alrededor de cúmulos masivos de materia oscura cuya gravedad atrajo el gas primordial, iniciando la formación estelar.
La detección de rayos gamma compatibles con este proceso, por tanto, no solo sería un paso decisivo en la física de partículas, sino también en la comprensión del origen y la evolución del universo.