Durante décadas, la materia oscura ha sido uno de los mayores enigmas del universo. Se sabe que está ahí porque influye en la estructura cósmica y en el movimiento de las galaxias, pero nunca había sido observada de forma directa. Un nuevo análisis realizado por Tomonori Totani, de la Universidad de Tokio, plantea la posibilidad de que la primera señal clara haya sido finalmente detectada. Su trabajo, basado en más de quince años de datos del telescopio espacial Fermi, identifica un exceso de rayos gamma que coincide con lo que se esperaría de la aniquilación de partículas de materia oscura. Es un resultado que no confirma nada aún, pero que abre una puerta que la ciencia lleva casi un siglo intentando cruzar.

Un misterio que comenzó hace noventa años

La historia moderna de la materia oscura comenzó en los años treinta, cuando las observaciones del movimiento de galaxias y cúmulos revelaron que la materia visible no era suficiente para explicar su dinámica. Desde entonces, la evidencia gravitacional ha sido abrumadora, pero la naturaleza de esa materia invisible sigue siendo desconocida. No emite luz, no refleja luz y no interactúa con la radiación electromagnética, lo que la convierte en un componente esencial pero esquivo del cosmos.

A lo largo del tiempo, los científicos han desarrollado diferentes estrategias para buscarla. Una de las más relevantes consiste en detectar productos secundarios de procesos hipotéticos, como la aniquilación de partículas de materia oscura. Si tales partículas existieran y colisionaran entre sí, podrían producir rayos gamma en cantidades detectables. Esta idea ha guiado numerosos estudios que buscan firmas energéticas específicas en regiones del cielo donde la materia oscura debería ser más abundante.

Mapa de intensidad de rayos gamma que excluye componentes distintos del halo, abarcando aproximadamente 100 grados en dirección al centro galáctico. La barra gris horizontal en la región central corresponde al área del plano galáctico, que se excluyó del análisis para evitar la fuerte radiación astrofísica. Crédito de imagen: Tomonori Totani, The University of Tokyo

El análisis que encontró algo inesperado

El trabajo de Totani se centra en la emisión difusa de rayos gamma en una región tipo halo alrededor del centro de la galaxia, lejos de las fuentes más intensas situadas en el plano galáctico. Para ello utilizó datos recogidos por el Telescopio Fermi desde 2008 hasta 2023, un conjunto especialmente valioso por su extensión temporal y precisión.

El análisis consistió en modelar y restar todas las fuentes conocidas de rayos gamma. Entre ellas se incluyen procesos generados por rayos cósmicos, emisiones asociadas al gas interestelar, estructuras previamente identificadas y fuentes puntuales catalogadas. Tras descontar esos componentes, Totani encontró un exceso de radiación que no encajaba con los modelos existentes. La señal mostraba una forma aproximadamente esférica alrededor del centro de la Vía Láctea y alcanzaba un pico en torno a los 20 GeV, un comportamiento que coincide sorprendentemente bien con las predicciones teóricas de aniquilación de materia oscura.

El estudio también estimó que, si este exceso fuera realmente producido por materia oscura, las partículas responsables tendrían una masa aproximada entre 500 y 800 GeV. Es un rango que encaja dentro de algunos modelos, aunque también plantea tensiones con ciertos límites derivados de otras observaciones, como las de galaxias enanas. Aun así, el análisis mostró que la señal persistía incluso después de modificar múltiples parámetros y modelos de fondo, lo cual la convierte en un candidato especialmente sólido.

Dependencia de la energía fotónica de la intensidad de los rayos gamma de la emisión del halo (puntos de datos). Las líneas rojas y azules representan el espectro de emisión de rayos gamma esperado cuando las partículas WIMP se aniquilan, produciendo inicialmente un par de quarks bottom (b) o un par de bosones W, y concuerdan bien con los datos. Los quarks bottom y los bosones W son partículas elementales conocidas incluidas en el modelo estándar de la física de partículas. Crédito de imagen: Tomonori Totani, The University of Tokyo

Una posibilidad histórica que exige prudencia

A pesar del entusiasmo que genera un hallazgo de esta magnitud, Totani subraya que no se trata de una confirmación. Hay procesos astrofísicos capaces de imitar la huella que se atribuye a la materia oscura, como poblaciones no identificadas de púlsares o fuentes difusas aún no comprendidas. Por eso, el siguiente paso será buscar señales similares en otras regiones del universo donde la materia oscura debería ser abundante. Hallar una coincidencia independiente fortalecería de manera decisiva la interpretación propuesta.

El resultado también invita a revisar modelos teóricos y a refinar estrategias de búsqueda. Durante años, la comunidad científica ha debatido sobre la mejor manera de detectar estas partículas, y un indicio como este podría orientar futuros experimentos y observaciones. Si la señal se confirma, implicaría la identificación de un tipo de partícula completamente nuevo, ajeno al modelo estándar de física de partículas. Sería un descubrimiento transformador con impacto en cosmología, física fundamental y modelos de evolución galáctica.

Mapa de intensidad de rayos gamma que excluye componentes distintos del halo, abarcando aproximadamente 100 grados en dirección al centro galáctico. La barra gris horizontal en la región central corresponde al área del plano galáctico, que se excluyó del análisis para evitar la fuerte radiación astrofísica. Crédito de imagen: Tomonori Totani, The University of Tokyo

Un paso adelante en una búsqueda que continúa

El trabajo de Totani no resuelve el misterio de la materia oscura, pero sí aporta un indicio excepcional que merece una investigación más profunda. Después de tantos años de observaciones indirectas, la posibilidad de haber captado una señal clara despierta tanto cautela como esperanza. La ciencia avanza a través de estos momentos: hallazgos que desafían lo establecido, observaciones que exigen revisión y análisis, y resultados que impulsan nuevas preguntas. Si esta señal es lo que parece, podría ser uno de los avances más importantes en la comprensión del universo. Si no lo es, seguirá siendo un paso crucial en el camino hacia una respuesta que, tarde o temprano, terminará llegando.

Los hallazgos de la investigación titulada “20 GeV halo-like excess of the Galactic diffuse emission and implications for dark matter annihilation” han sido publicados en Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.

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Por: CodigoOculto.com