La materia oscura, el componente invisible que constituye alrededor del 85% de toda la materia del universo, podría haber dejado por primera vez un rastro observable. Así lo sostiene Tomonori Totani, profesor de Cosmología en la Universidad de Tokio, cuyo nuevo estudio ha despertado un inusual interés en la comunidad científica. “Esta puede ser la primera huella directa”, afirma el investigador.
Desde que Fritz Zwicky propuso su existencia en 1933, la materia oscura ha sido uno de los componentes más misteriosos de la física. Es lógico el porqué. No emite luz, no la absorbe ni la refleja, y se ha resistido durante décadas a todas las técnicas de detección directa. Su presencia solo puede inferirse por la fuerza gravitatoria que ejerce sobre galaxias y cúmulos. Es decir, que sabemos que está ahí, pero nunca habíamos visto nada que pudiera asociarse directamente a ella.
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Totani ha analizado 15 años de datos del Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi (LAT) de la NASA y asegura haber identificado una señal que coincide con precisión inquietante con lo que predeciría la teoría de las WIMPs, uno de los candidatos más sólidos a explicar la materia oscura. Estas partículas, llamadas “Partículas Masivas de Interacción Débil”, llevan décadas en el centro del debate, aunque jamás se han detectado.
Para descubrir las primeras pistas, el cosmólogo japonés decidió no centrarse en el centro de la galaxia, donde las fuentes astrofísicas convencionales generan un ruido casi imposible de separar de una hipotética señal de materia oscura. En su lugar, concentró su análisis en el halo exterior de la Vía Láctea, una región más tranquila y difusa. Fue allí donde, tras limpiar cuidadosamente el ruido de fondo, emergió un exceso de rayos gamma con un pico de energía específico, de unos 20 GeV.
Una ilustración artística del mecanismo propuesto donde los efectos cuánticos cerca del horizonte cósmico en rápida expansión después del Big Bang generan partículas de materia oscura.
STEFANO PROFUMO / Europa Press
Ese patrón energético no encaja bien con fenómenos conocidos como púlsares o restos de supernovas, pero sí coincide con la energía esperada si dos partículas WIMP se aniquilan, liberando rayos gamma como producto final de su colisión. Según los cálculos de Totani, la señal detectada sería compatible con partículas cuya masa equivale a unas 500 veces la de un protón, en línea con las estimaciones teóricas.
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La distribución de esta luz también le llamó la atención. Lejos de aparecer como un punto o una fuente localizada, forma un halo esférico y suave que envuelve la galaxia, exactamente la forma que recuperan las simulaciones cosmológicas cuando representan cómo debería distribuirse la materia oscura. “El patrón y la persistencia de la señal son, para mí, lo más prometedor”, cuenta el científico.