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Artículo publicado el 21 de junio de 2011 en: The Physics arXiv Blog
Si la materia oscura llena el universo, los astrónomos deberían ver los rayos gamma que produce. Hasta ahora no se han encontrado tales pruebas.
Entre los acontecimientos más dramáticos en el universo se encuentran la muerte de las estrellas que colapsan en agujeros negros y las colisiones entre agujeros negros. Estos eventos son tan violentos que sacuden el firmamento, generando ondas de gravitatorias que viajan por todo el cosmos. También generan explosiones de gran cantidad de neutrinos que a veces pueden ser recogidos por el gigante de los telescopios de neutrinos en la Tierra.
Pero mientras que estos eventos son fascinantes, sobre todo porque es casi seguro que involucran la física más allá de nuestra comprensión, son sumamente difíciles de observar. Esto es debido a que los neutrinos y las ondas de gravedad son muy “tímidos”
Los neutrinos suelen pasar directamente a través de la Tierra. De hecho, los astrónomos han detectado neutrinos sólo una vez desde más allá del Sistema Solar y fue hace casi 25 años durante una supernova llamada SN1987A.
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| Mapa del universo con mas de 1400 fuentes de rayos gamma. Creditos: NASA, DOE, International Fermi LAT Collaboration. |
Pero los neutrinos son muy amistosos en comparación con las ondas gravitatorias. Los físicos nunca han visto una onda gravitatoria, a pesar de gastar cientos de millones de dólares en máquinas diseñadas para encontrarlos.
Afortunadamente, hay una tercera vía para estudiar estos fenómenos extremos con rayos gamma, fotones de alta energía. El padre de todos los telescopios de rayos gamma es el Telescopio Espacial Fermi, que ha estado escudriñando el cosmos desde la orbita baja de la tierra desde hace tres años.
Entonces, qué mejor momento para hacer un balance de sus resultados, dicen Luca Baldini en el Instituto Nacional Italiano de Física Nuclear en Pisa y algunos compañeros. Estos chicos representan la colaboración internacional en apoyo a Fermi por lo que deberían saber algo.
Fermi tiene una visión única del universo. A través de sus ojos, el cielo está en llamas con una luz constante y difusa de rayos gamma. Alrededor del 70 por ciento de esta se genera por los rayos cósmicos de alta energía que impactan contra objetos de nuestra galaxia. El resto viene de más allá, de procesos que aún no comprendemos.
Superpuesto a este fondo, Fermi también ve el estallido ocasional de rayos gamma procedentes de lejanos acontecimientos violentos que son, aunque sea brevemente, de los más brillantes del Universo. Este espectáculo de fuegos artificiales cósmicos es nuestra ventana a las condiciones más extremas en el cosmos.
Estas explosiones de rayos gamma se cree que liberan la energía equivalente a la masa de nuestro Sol en un solo segundo, probablemente cuando estrellas gigantes colapsan para formar agujeros negros o cuando colisionan agujeros negros o estrellas de neutrones.
Fermi ha visto hasta ahora varios cientos de estas explosiones en energías que se extienden a lo largo de seis órdenes de magnitud, el más alto es un evento el 10 de mayo de 2009, que produjo fotones con una energía de 31 GeV, el mayor jamás observado en el espacio.
No se sabe exactamente qué mecanismo crea una luz de tal energía, pero más datos seguramente serán de ayuda.
Fermi también está transformando nuestra comprensión de los núcleos galácticos activos: un agujero negro supermasivo en el centro de las galaxias. Combinando las observaciones de Fermi procedentes de estos objetos con observaciones en otras longitudes de onda, los astrónomos han demostrado que sea cual sea el mecanismo que genera los rayos gamma, también genera otra luz.
Pero el resultado más polémico de Fermi consiste en la materia oscura. La idea es que las partículas de materia oscura se aniquilan produciendo rayos gamma. Esto debería producir líneas de rayos gamma en frecuencias específicas, pero Fermi no ha encontrado ninguna evidencia de esto.
Más evidencia proviene de las galaxias enanas que no son fáciles de ver en la parte visible del espectro, ya que están compuestos principalmente de materia oscura. Pero Fermi debería ser capaz de recoger los rayos gamma que genera esta materia oscura. Hasta ahora se ha visto poca evidencia de esto y Baldini y sus compañeros publicaran pronto estas pruebas con resultado negativo.
Esta es una evidencia tentadora que los físicos y astrónomos están todavía digiriendo. Su tarea consiste en averiguar si las pruebas están ahí y Fermi no puede verlas o que no existe en absoluto.
El punto de vista que Fermi tiene del universo es una forma única de estudiar la materia oscura que ofrece un un contrapunto fascinante de los experimentos terrestres. Esto es algo de lo que merece la pena estar atentos.
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