Una nueva investigación sugiere que la materia oscura puede volver a ser la clave de uno de los mayores misterios de la astronomía: el exceso de rayos gamma que brilla desde el centro de la Vía Láctea.
Al modelar la historia temprana de la galaxia y sus fusiones violentas, el equipo descubrió que la materia oscura en el núcleo puede tener una forma muy diferente a la supuesta anteriormente, un hallazgo que podría coincidir con el desconcertante patrón de radiación detectado por primera vez por el telescopio Fermi de la NASA.
Los hallazgos reviven la materia oscura como un serio contendiente para explicar el enigmático resplandor central de nuestra galaxia.
El enigma del centro galáctico
Un nuevo estudio ha reavivado uno de los mayores debates de la astrofísica: ¿qué hay detrás del misterioso resplandor de los rayos gamma en el centro de nuestra galaxia?
Durante años, los científicos han estado desconcertados por este “Exceso del Centro Galáctico”, una concentración inesperada de rayos gamma que emana del núcleo de la Vía Láctea. Al principio, los teóricos propusieron que las partículas de materia oscura podrían estar chocando y aniquilándose, lo que produciría ráfagas de radiación. Pero el patrón espacial de los rayos no se alineaba perfectamente con las distribuciones de materia oscura predichas. La principal teoría alternativa apuntaba en cambio a una población de estrellas de neutrones antiguas que giraban rápidamente llamadas púlsares de milisegundos.
La nueva estructura de la materia oscura
La investigación fue dirigida por el Dr. Moorits Muru, junto con los doctores Noam Libeskind y Stefan Gottlöber del Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam (AIP), el profesor Joseph Silk de la Universidad de Oxford, con la contribución esencial del profesor Yehuda Hoffman, del Instituto de Física Racah de la Universidad Hebrea de Jerusalem.
El equipo decidió adoptar un nuevo enfoque. Para ello, utilizaron un conjunto de simulaciones de alta resolución conocidas como Hestia, que modelan galaxias en condiciones similares a nuestro propio vecindario cósmico. Reconstruyeron cómo pudo haberse formado la Vía Láctea, incluidos sus primeros eventos de fusión y su turbulenta juventud. Estos eventos, encontraron, podrían haber remodelado la distribución de la materia oscura en el centro de la galaxia.
Sus resultados revelan una estructura de materia oscura no esférica, más compleja de lo que asumieron los modelos anteriores, y que podría reproducir la propagación observada de los rayos gamma sin invocar una gran población de púlsares.
Según los investigadores: “La historia de colisiones y crecimiento de la Vía Láctea deja huellas dactilares claras sobre cómo se organiza la materia oscura en su núcleo. Cuando tenemos en cuenta eso, la señal de rayos gamma se parece mucho más a algo que la materia oscura podría explicar”.
Los hallazgos no resuelven el debate, pero restauran el estatus de la materia oscura como principal sospechoso en uno de los misterios intrigantes de la astrofísica.
El equipo agregó: “Este estudio nos da una nueva forma de interpretar una de las señales más intrigantes en el cielo. O confirmamos que la materia oscura deja un rastro observable, o aprenderemos algo completamente nuevo sobre la Vía Láctea”.
El artículo de investigación titulado “Fermi-LAT Galactic Center Excess morphology of dark matter in simulations of the Milky Way Galaxy”, ya está disponible en Physical Review Letters.
Investigadores:
Moorits Mihkel Muru1, Joseph Silk2, Noam I. Libeskind3, Stefan Gottlober3, Yehuda Hoffman4.
Instituciones:
1) Leibniz-Institut f ̈ur Astrophysik Potsdam (AIP), Universidad de Tartu.
2) Institut d’Astrophysique de Paris, , Universidad Johns Hopkins y Universidad de Oxford.
3) Leibniz-Institut f ̈ur Astrophysik Potsdam (AIP).
4) Instituto de Física Racah, Universidad Hebrea de Jerusalem.
