Un misterioso fenómeno en el centro de la Vía Láctea podría ser el resultado de un nuevo tipo de materia oscura. Algo diferente a lo que se ha planteado hasta el momento. Es un hallazgo que podría resultar interesante por la posibilidad que ofrece de entender mejor qué es la materia oscura y sus propiedades…
Un nuevo tipo de materia oscura… para explicar un fenómeno misterioso
La materia oscura supone alrededor del 80% de la materia del universo. En un estudio único en su especie, un grupo de científicos podría haberse acercado al elusivo misterio de la materia oscura. Creen que un nuevo candidato a materia oscura podría estar tras las reacciones químicas, sin explicación, que están teniendo lugar en el centro de la Vía Láctea. El Dr. Shyam Balaji, uno de los autores principales del estudio, explica que «en el centro de nuestra galaxia hay enormes nubes de hidrógeno cargado positivamente, un misterio para los científicos desde hace décadas…»
«…porque normalmente el gas es neutral. Así que, ¿qué está proporciona suficiente energía para arrancarles los electrones (cargados negativamente)? La firma de energía que radia de esta parte de la galaxia sugiere que una fuente constante encargándose de ello. Nuestros datos sugieren que podría proceder de una forma de materia oscura mucho más ligera de lo que los modelos actuales tienen en cuenta». La teoría más establecida para la materia oscura es que seguramente se trate un grupo de partículas conocidas como Partículas Masivas de Interacción Débil (WIMPs, por sus siglas en inglés).
Estas partículas atravesarían la materia normal sin mucha interacción, por lo que detectarlas sería extremadamente difícil. Sin embargo, este estudio plantea algo diferente. En realidad, podría servir para resucitar otro tipo de materia oscura con una masa mucho más baja que la de un WIMP. Los investigadores creen que estas pequeñas partículas de materia oscura están chocando entre sí, produciendo nuevas partículas cargadas en un proceso llamado aniquilación. Estas nuevas partículas cargadas recién producidas pueden ionizar el gas de hidrógeno.
La actividad en el centro de la galaxia
En intentos anteriores por explicar este proceso de ionización se había recurrido a los rayos cósmicos. Son partículas rápidas y energéticas que viajan a través del universo. Sin embargo, esta explicación se ha enfrentado a algunos retos. Estas observaciones se han tomado en una región llamada Zona Molecular Central. Las firmas de energía registradas en esas observaciones no parecen suficientemente grandes como para que su origen pueda estar en los rayos cósmicos. Tampoco parece posible que un proceso así tenga lugar con los WIMPs.
El equipo de investigadores se quedó, por tanto, con la explicación de que la fuente de energía responsable de la aniquilación es más lenta y menos masiva que un WIMP. El Dr. Balaji añadía además que «la búsqueda de materia oscura es una de las grandes misiones de la ciencia, pero muchos experimentos están ubicados en la Tierra. Al utilizar el gas en la Zona Molecular Central para un tipo de observación diferente, podemos acceder directamente a la fuente. Los datos nos dicen que la materia oscura podría ser mucho más ligera de lo que pensábamos».
«La búsqueda de materia oscura es uno de los objetivos fundamentales más importantes de la ciencia, pero los experimentos basados en la Tierra están esperando, con los brazos abiertos, a que la materia oscura llegue a ellos. Al observar el centro de la Vía Láctea, el gas de hidrógeno en la Zona Molecular Central sugiere que podríamos estar más cerca de identificar evidencias de la posible naturaleza de la materia oscura». El hallazgo podría ser capaz de explicar otros misterios de nuestra galaxia, como un tipo específico de observación en el espectro de rayos X…
Un nuevo tipo de materia oscura podría dar muchas respuestas
Se trata de una observación que también se produjo en el centro de la galaxia. Se conoce como la «línea de emisión de 511-keV» (kiloelectronvoltio). Esta firma específica de energía también podría deberse a esa misma materia oscura de poca masa, que estaría colisionando y produciendo partículas cargadas. No es la primera vez que se sugiere la presencia de algún tipo de materia oscura para explicar fenómenos en los que no hay ninguna hipótesis que resulte plenamente convincente. Sin embargo, la materia oscura sigue siendo algo hipotético.
La existencia de la materia oscura está fuera de toda duda porque es necesaria para explicar cosas como la velocidad de rotación de las galaxias. De hecho, si nos fijamos en la masa de la materia visible de una galaxia, observaremos que no es suficiente para que pueda mantenerse unida por su propia gravedad. Con la materia oscura, sin embargo, es fácil comprender por qué una galaxia puede mantenerse unida. Hay otras observaciones que apuntan en la misma dirección y permiten comprender que hay algo más que la materia que observamos.
Sin embargo, desde hace décadas, aunque ha habido multitud de modelos que plantean la existencia de partículas de materia oscura con diferentes características, ninguno ha logrado demostrar la existencia de ese tipo de partícula en concreto. Por ello, este tipo de estudios resultan interesantes al permitir plantear que la materia oscura podría ser diferente a lo que se suele plantear (como sucede en este caso). En otros, los estudios se dedican a establecer límites más estrictos respecto a qué características podría tener. En cualquier caso, queda mucho por descubrir…
Estudio
El estudio es P. De la Torre Luque, S. Balaji y J. Silk; «Anomalous Ionization in the Central Molecular Zone by Sub-GeV Dark Matter». Publicado en la revista Physical Review Letters el 10 de marzo de 2025. Puede consultarse en este enlace.
Referencias: Phys
