El Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi podría detectar los signos reveladores de la aniquilación de materia oscura en apenas un año, si los cálculos de astrofísicos del Reino Unido y los Estados Unidos demuestran ser correctos.
Los cálculos, que son los primeros en tener en cuenta las velocidades relativas de las partículas de materia oscura, sugieren que la aniquilación de materia oscura es muchas veces más predominante de lo predicho anteriormente. De ser cierto, las aniquilaciones podrían estar produciendo suficientes rayos gamma para revelar varios cúmulos o “subhalos” de materia oscura sólo en el primer año de recolección de datos de Fermi.
Michael Kuhlen, autor principal de la investigación astrofísico del Instituto de Estudios Avanzados en Princeton, Estados Unidos, dice que tal detección por parte de Fermi sería una “asombrosa confirmación” del paradigma estándar de la formación de estructuras en las teorías de materia oscura “fría”. “Antes que nada, demostraría que la materia oscura es fría, y que forma pequeños cúmulos que pueblan la Vía Láctea”, dice. “Segundo, demostraría que es una partícula fundamental, lo cual aún no está realmente demostrado más allá de toda duda, y que se aniquila”.
Confirmando la teoría
La materia oscura fría se ha convertido en la explicación más aceptada a por qué el universo parece tener al menos un 80% más de masa gravitatoria de lo que es directamente visible con telescopios. De acuerdo con la teoría, la materia oscura fría no es luminosa e interactúa sólo a través de la gravedad, y existe en vastos halos alrededor del centro de las galaxias. Estos halos están repletos de estructuras granulosas llamadas subhalos, que serían los lugares más probables para que las partículas de materia oscura colisionen entre sí para aniquilarse.
Simulaciones anteriores de la materia oscura para una galaxia como nuestra propia Vía Láctea siempre han predicho que las aniquilaciones serían tan raras que los telescopios apenas serían capaces de detectar los rayos gamma resultantes y otras partículas sobre el fondo del universo. El año pasado, no obstante, el satélite europeo PAMELA y el experimento de globo internacional ATIC registraron un exceso de positrones y electrones respectivamente, apuntando a una aniquilación de materia oscura.
Kuhlen, junto con Piero Madau de la Universidad de California en Santa Cruz, Estados Unidos, y Joseph Silk de la Universidad de Oxford en el Reino Unido, decidieron ver si estas observaciones podían explicarse en el caso de que los índices de aniquilación de materia oscura se incrementasen por un efecto conocido como aumento de Sommerfield. En este efecto, una fuerza de largo alcance — la cual se manifestaría como un bosón de fuerza débil convencional o un nuevo portador de fuerza — incrementa el índice de estas aniquilaciones cuando las partículas de materia oscura se mueven lentamente. El grupo de Kuhlen aplicó varios modelos distintos del aumento de Sommerfield a una simulación de la Vía Láctea que contenía más de mil millones de partículas para ver cómo se vería afectado el flujo de rayos gamma.
Viendo subhalos
Para el mayor aumento, los investigadores encontraron que serían detectables más de 400 subhalos por el telescopio espacial Fermi — que fue lanzado en junio de 2008 — tras un año, y tras diez años la cifra se elevaría a 900. Pero incluso para el modelo más conservador, los investigadores encontraron que tras un años serían visibles 5 subhalos.
Las noticias es probable que entusiasmen a los astrofísicos, muchos de los cuales han pasado décadas buscando el arma humeante de la materia oscura.
Esta investigación aparece en el último ejemplar de la revista Science.
Autor: Jon Cartwright
Fecha Original: 16 de julio de 2009
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Vía Ciencia Kanija
Imagen actualizada por la USNO
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