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El misterio de la materia oscura está a punto de ser descifrado

El misterio de la materia oscura está a punto de ser descifrado

Hace décadas, los físicos predijeron la existencia de la materia oscura por el efecto gravitacional de esta sobre las galaxias. Sin embargo, hasta ahora, la materia oscura solo había sido hipotética, porque no había podido detectarse con los medios tecnológicos disponibles. Ahora, los instrumentos de alta sensibilidad del satélite Planck, que se ocupan de medir la radiación del fondo de microondas de todo el cielo, han detectado por vez primera una radiación única procedente del centro de nuestra galaxia, y que estaría ocasionada por dicha materia. Por Yaiza Martínez.

El misterio de la materia oscura está a punto de ser descifrado

Los científicos creen que el universo está compuesto de una inmensa cantidad de materia, la materia oscura, que llena el espacio entre las galaxias y entre las estrellas de las galaxias.

La predicción de la existencia de este tipo de materia se realizó hace muchos años: en 1933, fue propuesta por el físico suizo Fritz Zwicky ante la evidencia de una «masa no visible» que influía en las velocidades orbitales de las galaxias en los cúmulos.

A pesar del tiempo que hace de dicha predicción, sin embargo, la materia oscura nunca había dejado de ser hipotética, al no emitir la suficiente radiación electromagnética como para ser detectada con los medios técnicos disponibles.

Y eso a pesar del esfuerzo de todo tipo de investigadores –astrónomos, cosmólogos o físicos especializados en física de partículas- que durante décadas se dedicaron a buscarla. Ahora, la cosa podría haber cambiado.

El satélite Planck da las claves

En 2009, la Agencia Espacial Europea (ESA) lanzó, desde el Puerto espacial de Kourou (en la Guayana Francesa), el satélite Planck, en el marco del programa científico Horizon 2000.

Este satélite fue diseñado para detectar las anisotropías en el fondo cósmico de microondas, es decir, para registrar un tipo de radiación electromagnética, descubierta en 1965, que llena el Universo por completo.

El satélite Planck estaba preparado para realizar esta detección con una resolución y sensibilidad sin precedentes. De hecho, sus últimas observaciones han arrojado resultados sorprendentes.

Gracias a ellos, investigadores del Instituto Niels Bohr de Dinamarca, entre otros científicos, podrían estar más cerca que nunca de solucionar la incógnita sobre el origen de la misteriosa materia oscura.

Los instrumentos de Planck, extremadamente sensitivos y capaces de mapear la radiación de microondas de todo el cielo con gran precisión, han revelado una radiación inusual procedente de nuestra propia galaxia, lo que abre una nueva dirección en la comprensión de las propiedades más fundamentales del espacio, el tiempo y la materia del Universo.

Radiación única en el centro de la galaxia

“Hemos observado una emisión única de radiación procedente del centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea. Usando diversos métodos para separar la señal, aplicados a un amplísimo espectro de longitudes de onda, hemos podido determinar el espectro de dicha radiación, y hemos determinado que se origina a partir de emisión sincrotrón, esto es, emisión generada por electrones y positrones que circulan a altas energías alrededor de las líneas del campo magnético del centro de la galaxia. Hay fuertes indicaciones de que esta radiación podría ser ocasionada por la materia oscura”, afirma Pavel Naselsky, profesor de cosmología del Discovery Center del Insituto Niels Bohr de la Universidad de Copenhague, en un comunicado de dicho Instituto.

Naselsky explica que científicos punteros, como el profesor del Instituto Niels Bohr, Subir Sarkar, han predicho, aplicando cálculos, que la materia oscura podría estar formada por partículas muy pesadas, unas 10 veces más pesadas que la partícula Higgs, esto es, 1.000 veces más pesadas que un protón.

Pero estas partículas presentan propiedades únicas y no interactúan con las partículas “normales” del resto de la materia. Además, están normalmente muy dispersas, y tampoco interactúan unas con otras.

“Sin embargo, sabemos, a partir de predicciones teóricas, que la concentración de partículas de materia oscura alrededor del centro de las galaxias es muy alta, y argumentamos que allí pueden colisionar y que en las colisiones son formados los electrones y los positrones. Estos electrones y positrones empiezan a rotar alrededor del campo magnético del centro de la galaxia y, al hacerlo, producen esta radiación de sincrotón tan inusual”, continúa explicando el experto.

Resultados apasionantes para los próximos meses

Hasta ahora, no había sido posible observar esta radiación con tanto detalle, porque los instrumentos existentes no habían tenido la sensibilidad suficiente. Pero con el satélite Planck, esta radiación atípica se distingue con claridad.

Y “no puede ser explicada a partir de los mecanismos estructurales de la galaxia ni puede ser radiación procedente de explosiones de supernovas”.

Por eso Naselsky concluye: “Creo que esta podría ser la prueba de la existencia de materia oscura. De cualquier forma, hemos descubierto un mecanismo absolutamente nuevo (y desconocido para la física) de aceleración de partículas en el centro galáctico”.

El investigador espera nuevos resultados apasionantes para los próximos meses. Los recogidos hasta ahora han aparecido publicados en ArXive.org.

Referencia bibliográfica

Planck Collaboration: P. A. R. Ade, N. Aghanim, M. Arnaud, M. Ashdown, F. Atrio-Barandela, J. Aumont, C. Baccigalupi, A. Balbi, A. J. Banday, R. B. Barreiro, J. G. Bartlett, E. Battaner, K. Benabed, A. Benoît, J.-P. Bernard, M. Bersanelli, A. Bonaldi, J. R. Bond, J. Borrill, F. R. Bouchet, C. Burigana, P. Cabella, J.-F. Cardoso, A. Catalano, L. Cayón, R.-R. Chary, L.-Y Chiang, P. R. Christensen, D. L. Clements, L. P. L. Colombo, A. Coulais, B. P. Crill, F. Cuttaia, L. Danese, O. D’Arcangelo, R. J. Davis, P. de Bernardis, G. de Gasperis, A. de Rosa, G. de Zotti, J. Delabrouille, C. Dickinson, J. M. Diego, G. Dobler, H. Dole, S. Donzelli, O. Doré, U. Dörl, M. Douspis, X. Dupac, G. Efstathiou, T. A. Enßlin, H. K. Eriksen, F. Finelli, O. Forni, M. Frailis, E. Franceschi, et al. Planck Intermediate Results. IX. Detection of the Galactic haze with Planck. 27 Aug 2012. arXiv:1208.5483v1 [astro-ph.GA].

RedacciónT21

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