Hallada una posible evidencia directa de la materia oscura

Fue en 1933 cuando el físico suizo Fritz Zwicky formuló por primera vez la existencia de una “masa no visible” en el Universo a partir de los efectos gravitacionales observados en la masa sí visible, algo desconocido e imperceptible que influía en los movimientos y la forma misma de las estrellas y las galaxias. Desde entonces, la comunidad científica ha estudiado indicios que, una y otra vez, terminaban señalando a lo que hoy llamamos materia oscura y ocho décadas de cálculos han determinado que esta sustancia fantasma es, de hecho, el componente más abundante del Universo. Sin embargo, la enigmática materia oscura se oculta a la tecnología actual, incapaz de detectarla dada su débil radiación electromagnética y su nula emisión y absorción de luz. Los astrónomos de medio mundo, entregados a la búsqueda de una evidencia directa de la materia oscura, podrían estar a punto de descorchar el champán.

Un equipo internacional de investigación de la NASA y la ESA, liderado por la astrónoma del Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian en Cambridge Esra Bulbul, ha hallado lo que podría ser la primera prueba directa de la existencia de materia oscura en el Universo.

La investigación se ha centrado en 73 cúmulos de galaxias, los mayores conjuntos de materia cósmica unida entre sí por la gravedad y, según se cree, las mayores acumulaciones de materia oscura. Los cúmulos de galaxias están formados por cientos de galaxias y una gran cantidad de gas que llena el espacio entre unas y otras. Sin embargo, las mediciones que los científicos han realizado de la influencia gravitatoria de estas agrupaciones de materia han determinado que las galaxias y el gas representan tan sólo una quinta parte de su masa total. En cuanto al resto, se cree que se trata de materia oscura.

El gas predominante en los cúmulos de galaxias es el hidrógeno que, expuesto a temperaturas de hasta diez millones de grados centígrados, emite rayos X. Mediante los telescopios espaciales XMM-Newton de la ESA y Chandra de la NASA, la observación de estos rayos y los rastros que dejan en el resto de partículas que componen el gas ha permitido a la doctora Bulbul hallar una intrigante señal susceptible de emanar de la materia oscura.

“Detectamos una señal que se hizo claramente visible cuando observamos en varias capas las atmósferas calientes de 73 cúmulos de galaxias”, cuenta a El Imparcial la astrónoma de la NASA, y añade que “después de un cuidadoso examen” se dieron cuenta de que “también era visible en el cúmulo de Perseo”, uno de los objetos más masivos del Universo.

Lo apasionante del hallazgo es que la señal detectada, a 3,56 KeV (kiloelectronvoltios), “es la única en la banda de rayos X que no se puede explicar con nuestra comprensión actual de la física”, según señala Bulbul.

“La energía de la línea de emisión aparece en una longitud de onda inesperada, no se puede explicar con nuestra comprensión actual de la física de gas y, dado que los cúmulos de galaxias son las mayores acumulaciones de materia oscura, la siguiente posibilidad que consideramos es la materia oscura”, aclara la investigadora. Si la señal detectada tuviera su origen en un elemento conocido debería de haber dejado su rastro a la luz de los rayos X en otras longitudes de onda, pero el lugar en el que se ha hallado obliga a los astrónomos a “buscar una explicación más allá del reino de lo conocido”.

Según el artículo publicado por la doctora Bulbul al respecto, la señal observada podría tener su origen en la descomposición del neutrino estéril, un tipo exótico de partícula subatómica cuya existencia se predijo teóricamente pero de la que aún no se ha logrado la observación directa y cuya interacción con la gravedad ha hecho firme candidato a esconderse tras la materia oscura. De confirmarse la interpretación de estas observaciones, la teoría terminaría de encajar y nos diría que al menos una parte de la materia oscura consiste en neutrinos débiles.

“Los astrónomos y los físicos han trabajado muy duro para descubrir de qué está hecha la materia oscura; si la línea detectada es, efectivamente, una huella de ésta, podríamos desvelar uno de los grandes misterios del Universo”, celebra la autora principal de la investigación.

Próximos pasos

Con una posibilidad de este calibre, Bulbul se explica con cautela y asegura que “es pronto para cantar victoria”, aunque tampoco niega que “este descubrimiento tiene el potencial de ser la primera detección de materia oscura”. En realidad, el camino no ha hecho más que empezar. “La señal es muy débil y escapa a las capacidades de los telescopios actuales, por lo que es necesario tantear la hipótesis con otros telescopios”, explica la astrónoma.

“Hemos recibido una beca de la NASA para continuar la búsqueda de esta línea en los cúmulos de galaxias Suzaku, un satélite japonés de rayos X especializado en el estudio de los espectros de los objetos en el espacio”, avanza la doctora a El Imparcial.