Nuevo estudio sugiere que cierta señal de rayos X podría ser de materia oscura

Imagen compuesta de rayos x, radio y ópticos, en el cúmulo de Perseo. Oxford University, Conlon et al.

La materia oscura es un componente teórico invisible del universo, utilizado para explicar muchos fenómenos diferentes, pero hasta ahora ha sido imposible de detectar. Ahora, los investigadores han encontrado una explicación de cómo una controversial emisión de rayos X podría ser la detección de materia oscura que esperaban.

Investigadores de la Universidad de Oxford han publicado un estudio sobre esta señal ampliamente debatida, que es una línea de emisión en el espectro de rayos X a una longitud de onda específica de 0,354 nanómetros –o para los astrónomos de rayos X, 3,5 keV, una medida del energía de los fotones. El estudio, disponible en Physical Review D, intenta resolver la controversia y también explicar cómo debería ser la materia oscura, si fuera la fuente de la señal.

Todo el asunto comenzó en 2014, cuando dos grupos independientes de investigadores presenciaron la señal específica de rayos X en cuestión. La emisión se observó por primera vez en 73 cúmulos de galaxias, utilizando los observatorios Chandra de la NASA y XMM-Newton de ESA, y confrmada posteriormente en Andrómeda y en las afueras de la galaxia central del cúmulo Perseo.

Los estudios de seguimiento fueron un poco azarosas. Algunas observaciones detectaron la emisión y otras no. Luego, el año pasado, el satélite japonés de rayos X Hitomi no pudo detectar la línea de 3.5 keV en el grupo Perseo. Hitomi fue diseñado para mirar líneas de emisión específicas, por lo que la falta de detección parecía sugerir que esta señal de «materia oscura» no estaba allí.

«Uno podría pensar que cuando Hitomi no vio la línea de 3.5 keV, habría tirado la toalla en esta línea de investigación», dijo la coautora Francesca Day en un comunicado. «Por el contrario, como en cualquier buena historia, aquí es donde se produjo un giro interesante en la trama», agregó.

El equipo se dio cuenta de que el campo de visión de Hitomi abarcaba toda la galaxia central, no solo las afueras. Así que consultaron con observaciones anteriores de la región central de Chandra y XMM-Newton y descubrieron un déficit en la emisión de 3.5 keV. Una vez que el centro y las afueras se reconstruyeron juntos, mostraron una imagen consistente con las observaciones de Hitomi.

El equipo señala con el dedo a la materia oscura para explicar la distribución de la emisión. Sugieren que las partículas de materia oscura absorben los rayos X del centro de las galaxias y luego los reemiten en direcciones aleatorias. Entonces no vemos la señal cuando lo miramos directamente, pero sí lo detectamos en las afueras.

«Este no es un panorama simple, pero es posible que hayamos encontrado una forma de explicar las inusuales señales de rayos X provenientes de Perseo y descubierto una pista sobre qué es realmente la materia oscura», agregó el coautor, Nicholas Jennings.

Se necesitan más observaciones para comprender si esta señal es causada por la materia oscura u otro fenómeno completamente diferente. Por lo pronto es muy temprano para determinarlo.

«Esperamos que este resultado sea muy importante o un fracaso total», dijo Joseph Conlon, de la Universidad de Oxford, quien dirigió el nuevo estudio. «No creo que haya un punto medio cuando buscas respuestas a una de las preguntas más importantes de la ciencia», opinó.

El Ciudadano, vía IFLScience