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Los rayos gamma aparecen en concentraciones sorprendentemente altas en el centro de la Vía Láctea. Crédito de la imagen: NASA/DOE/Colaboración Fermi LAT |
En el corazón de la Vía Láctea, un tenue resplandor de rayos gamma lleva décadas desconcertando a los astrónomos. Nadie sabe con certeza de dónde proviene, pero un nuevo estudio de la Universidad Johns Hopkins podría haber dado con una pista crucial en la búsqueda de la elusiva materia oscura: ese misterioso “pegamento” invisible que mantiene unidas las galaxias y domina el universo.
El hallazgo, publicado en Physical Review Letters, plantea una posibilidad intrigante: la luz detectada podría provenir tanto de las colisiones entre partículas de materia oscura como de estrellas de neutrones que giran a velocidades vertiginosas, conocidas como púlsares de milisegundo. Ambas hipótesis parecen igualmente probables… por ahora.
Si al final la explicación no son los púlsares, este resplandor podría convertirse en la primera prueba directa de la existencia de la materia oscura. “La materia oscura domina el universo y mantiene unidas las galaxias. Es algo extremadamente importante, y constantemente buscamos formas de detectarla”, explica Joseph Silk, coautor del estudio y profesor de física y astronomía en Johns Hopkins, además de investigador en el Institut d’Astrophysique de Paris y la Sorbona. “Los rayos gamma, y en particular el exceso de luz que observamos en el centro de nuestra galaxia, podrían ser nuestra primera pista”.
Para poner a prueba la hipótesis, el equipo utilizó supercomputadoras capaces de recrear la distribución de la materia oscura en la Vía Láctea. Por primera vez, tuvieron en cuenta la historia de cómo se formó nuestra galaxia. Durante sus primeros mil millones de años, la joven Vía Láctea absorbió numerosos sistemas más pequeños compuestos por materia oscura y otros materiales. En ese proceso, las partículas de materia oscura se fueron acumulando en el centro galáctico, aumentando la probabilidad de colisiones.
El resultado fue sorprendente: cuando los científicos incorporaron estas colisiones en sus modelos, los mapas generados coincidieron con los verdaderos mapas de rayos gamma captados por el telescopio espacial Fermi. Esa coincidencia refuerza la hipótesis de que el exceso de radiación en el centro galáctico podría deberse a la materia oscura. Los rayos gamma producidos por las colisiones de sus partículas generarían una señal idéntica a la que se observa actualmente, aunque el equipo reconoce que aún no se trata de una prueba definitiva.
La alternativa sigue siendo tentadora: los púlsares de milisegundo. Estas antiguas estrellas de neutrones, que giran cientos de veces por segundo, también podrían emitir los mismos rayos gamma. Sin embargo, el modelo que las explica exige que existan más púlsares de los que realmente se han detectado, lo que deja abierta la incógnita.
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Esta imagen ilustra las tres clases de los 99 telescopios previstos para el hemisferio sur en el Observatorio Paranal de la ESO, vistos desde el centro del conjunto. Esta representación no es una representación exacta de la disposición final del conjunto, pero ilustra la enorme escala de los telescopios CTA y del propio conjunto. Crédito: CTA/M-A. Besel/IAC (G.P. Diaz)/ESO |
El próximo gran paso podría llegar con el Cherenkov Telescope Array, un gigantesco observatorio que promete imágenes de altísima resolución y la capacidad de medir señales de energía aún más elevadas. Los científicos confían en que esos nuevos datos permitan, finalmente, romper el empate.
El equipo de Silk ya prepara un experimento adicional para comprobar si los rayos gamma de la Vía Láctea son de alta energía —lo que confirmaría el origen en púlsares— o si son de menor energía, lo que apuntaría a colisiones de materia oscura. “Una señal clara sería, en mi opinión, el arma humeante”, asegura Silk.
Mientras tanto, los investigadores continúan afinando sus predicciones en torno a las galaxias enanas que orbitan la Vía Láctea. Al comparar sus modelos con los próximos datos de alta resolución, podrían resolver una de las preguntas más profundas de la cosmología moderna. O, tal vez, abrir una aún más grande.
Preprint on arXiv: Moorits Mihkel Muru et al, Fermi-LAT Galactic Center Excess morphology of dark matter in simulations of the Milky Way galaxy, arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2508.06314