jueves, 3 de abril de 2014

Los datos de Fermi ofrecen nuevas pistas sobre la Materia Oscura


Un nuevo estudio de la luz de rayos gamma del centro de nuestra galaxia lo convierte en la argumentación más sólida hasta la fecha de que algunas de que estas emisiones pueden surgir de la materia oscura, una sustancia desconocida que compone la mayor parte del universo material. Usando datos públicos del Telescopio Espacial Fermi de Rayos Gamma de la NASA, científicos independientes en el Laboratorio Acelerador Nacional Fermi (Fermilab), el Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica (CfA), el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y la Universidad de Chicago han desarrollado nuevos mapas que muestran que el centro galáctico produce más rayos gamma de alta energía que pueden ser explicados por fuentes conocidas y que este exceso de emisión es consistente con algunas formas de la materia oscura.

"Los nuevos mapas nos permiten analizar el exceso y probar si las explicaciones más convencionales, tales como la presencia de los púlsares no descubiertos o colisiones de rayos cósmicos en las nubes de gas, pueden dar cuenta de ello", dijo Dan Hooper, un astrofísico en el Fermilab en Batavia, Illinois, y autor principal del estudio. "La señal que nos encontramos no puede ser explicada por las alternativas propuestas actualmente y está en estrecho acuerdo con las predicciones de modelos muy simples de materia oscura".

El centro de la galaxia está lleno de fuentes de rayos gamma, de la interacción de sistemas binarios y púlsares aislados de restos de supernovas y partículas que chocan con el gas interestelar. Es también el lugar donde los astrónomos esperan encontrar la densidad más alta de materia oscura de la galaxia, que sólo afecta a la materia normal y la radiación a través de su gravedad. Grandes cantidades de materia oscura atraen materia normal, formando una base sobre la cual las estructuras visibles, como las galaxias, están construidas.

Nadie conoce la verdadera naturaleza de la materia oscura, pero las WIMPs, o partículas masivas de interacción débil, representan la principal clase de candidatos. Los teóricos han previsto una amplia gama de tipos de WIMP, algunas de las cuales podrían mutuamente aniquilarse o producir rápidamente una partícula en descomposición cuando colisionan. Ambas vías terminan con la producción de rayos gamma - la forma más energética de la luz - en energías dentro del rango de detección del Telescopio de Gran Área de Fermi (LAT).

Cuando los astrónomos sustraen cuidadosamente todas las fuentes de rayos gamma conocidas a partir de observaciones del LAT del centro de la galaxia, una parte de emisión sobrante permanece. Este exceso aparece más prominente en energías entre 1 y 3 mil millones de electronvoltios (GeV) - aproximadamente mil millones de veces mayor que la de la luz visible - y se extiende hacia el exterior a por lo menos 5.000 años luz del centro galáctico.

Hooper y sus colegas concluyen que la aniquilación de partículas de materia oscura con una masa entre 31 y 40 GeV proporciona un ajuste notable para el exceso basado en su espectro de rayos gamma, su simetría alrededor del centro galáctico, y su brillo total. En un artículo enviado a la revista Physical Review D, los investigadores dicen que estas características son difíciles de conciliar con otras explicaciones propuestas hasta el momento, aunque señalan que las alternativas plausibles que no requieran materia oscura podrían materializarse.

autor Tracy Slatyer, físico teórico en el MIT en Cambridge. "Esta es una señal muy emocionante, y mientras que el caso aún no está cerrado, en el futuro, podríamos mirar hacia atrás y decir que esto fue donde vimos la aniquilación de materia oscura por primera vez ".

Los investigadores advierten que tomará varios avistamientos - en otros objetos astronómicos, el LHC o en algunos de los experimentos de detección directa que ahora se están llevando a cabo en todo el mundo - para validar su interpretación de la materia oscura.




Enlace original: NASA.

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