✨︎ Resumen (TL;DR):
- Un equipo de físicos propone que la materia oscura se compone de dos estados de partículas distintos.
- El marco teórico explica por qué el Telescopio Fermi detecta rayos gamma en la Vía Láctea pero no en galaxias enanas.
- La falta de radiación en sistemas pequeños ya no sirve para descartar la influencia de la materia oscura.
Un equipo de físicos del Fermi National Accelerator Laboratory publicó este miércoles un nuevo marco teórico que plantea que la materia oscura posee dos estados de partículas. El artículo busca explicar por qué el centro de la Vía Láctea emite señales de rayos gamma que están totalmente ausentes en galaxias vecinas más pequeñas.
Durante años, el Telescopio Espacial Fermi de Rayos Gamma de la NASA ha detectado un exceso inexplicable de fotones en una región esférica que rodea el centro de nuestra galaxia.
La hipótesis principal sugería que esta radiación nacía cuando las partículas de materia oscura chocaban y se aniquilaban. Sin embargo, los modelos estándar dictan que este mismo fenómeno debería registrarse en las galaxias enanas, sistemas pequeños ricos en materia oscura y sin ruido astrofísico de fondo.
Al no encontrar estas señales, los astrónomos comenzaron a dudar de la interpretación.
“En este momento parece haber un exceso de fotones provenientes de una región aproximadamente esférica que rodea el disco de la Vía Láctea”, explicó el investigador Gordan Krnjaic. “Si ciertas teorías de la materia oscura son ciertas, deberíamos verlo en todas las galaxias, por ejemplo en cada galaxia enana”.
Coaniquilación: la mecánica del nuevo modelo
El estudio, titulado “dSph-obic dark matter” y publicado en el Journal of Cosmology and Astroparticle Physics por Asher Berlin, Joshua Foster, Dan Hooper y Krnjaic, esquiva el problema con una mecánica inédita.
La Coaniquilación es un proceso astrofísico donde la materia oscura, dividida en dos partículas con una mínima diferencia de masa, solo se destruye cuando ambos estados se encuentran frente a frente.
En el halo de la Vía Láctea, las partículas en su estado más ligero tienen suficiente energía cinética para excitarse y pasar al estado más pesado mediante dispersión. Esto detona la coaniquilación y libera la señal de rayos gamma sin restricciones.
Por el contrario, en las galaxias enanas las partículas se mueven demasiado lento. Al carecer de esta excitación, no conviven ambos estados, la tasa de choque cae y la emisión de fotones desaparece.
“La materia oscura podría ser sencillamente dos partículas diferentes, y las dos partículas diferentes necesitan encontrarse para aniquilarse”, detalló Krnjaic. “De esta forma, se obtienen predicciones muy diferentes para la emisión”.
Este marco altera drásticamente la relación predictiva entre las observaciones de rayos gamma en distintos entornos galácticos. Las futuras recolecciones de datos del telescopio Fermi pondrán a prueba la validez de este planteamiento matemático conforme se acumule información de galaxias enanas.
