La materia oscura podría iluminar el corazón de la Vía Láctea

Nuevos hallazgos sugirieron que la materia oscura podría ser la pieza que falta en uno de los enigmas más antiguos de la astronomía: el extraño exceso de rayos gamma que emanan del núcleo de la Vía Láctea. Al recrear la turbulenta vida temprana de la galaxia y las masivas colisiones que la moldearon, los científicos descubrieron que la materia oscura cerca del centro podría estar dispuesta de manera muy diferente a lo que se creía anteriormente. Esta nueva configuración coincide estrechamente con el patrón de radiación misteriosa observado por primera vez por el telescopio Fermi de NASA, restableciendo a la materia oscura como un fuerte candidato para explicar el brillo del corazón de la Vía Láctea.

El estudio, liderado por el Dr. Moorits Muru, junto con el Dr. Noam Libeskind y el Dr. Stefan Gottlöber del Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam (AIP), en colaboración con el profesor Yehuda Hoffman del Instituto Racah de Física de la Universidad Hebrea de Jerusalén y el profesor Joseph Silk de la Universidad de Oxford, fue publicado en Physical Review Letters. Su trabajo utilizó simulaciones cosmológicas avanzadas para probar si la materia oscura, el material invisible que se cree compone la mayor parte del universo, aún puede explicar el exceso de radiación de alta energía detectado por el telescopio espacial Fermi.

Revisando el Exceso del Centro Galáctico

Durante más de una década, los científicos han debatido sobre el llamado "Exceso del Centro Galáctico", un aumento inesperado de rayos gamma que emanan del corazón de la Vía Láctea. Al principio, los investigadores sospecharon que las partículas de materia oscura podrían estar colisionando y aniquilándose entre sí, creando intensos estallidos de radiación. Sin embargo, el patrón observado de rayos gamma no se ajustaba del todo a la forma esperada de las distribuciones de materia oscura. Esta discrepancia llevó a muchos a favorecer otra explicación: estrellas de neutrones antiguas y de rápida rotación conocidas como pulsars de milisegundo.

Para probar las posibilidades, el equipo recurrió a Hestia, una serie de simulaciones de alta resolución diseñadas para modelar galaxias como la Vía Láctea en entornos cósmicos realistas. Al rastrear las violentas fusiones y los caóticos comienzos de la galaxia, los investigadores encontraron que estos antiguos eventos podrían haber alterado significativamente la forma y la densidad de la materia oscura en su núcleo.

Los resultados revelaron una estructura de materia oscura mucho más intrincada y no esférica de lo que los modelos anteriores predecían, una que reproduce naturalmente la dispersión de los rayos gamma sin necesidad de invocar grandes cantidades de pulsars.

El Caótico Pasado de la Vía Láctea Deja Huellas

Los investigadores explicaron: "La historia de colisiones y crecimiento de la Vía Láctea deja huellas claras sobre cómo está dispuesta la materia oscura en su núcleo. Cuando tomamos eso en cuenta, la señal de rayos gamma se parece mucho más a algo que la materia oscura podría explicar".

Aunque el estudio no pone fin al debate, restablece a la materia oscura como una explicación principal para uno de los fenómenos más intrigantes de la astronomía moderna. Observatorios futuros, como el Cherenkov Telescope Array, capaces de detectar rayos gamma de aún mayor energía, proporcionarán pruebas más precisas de estas teorías en competencia. Estos instrumentos podrían confirmar si el brillo proviene realmente de la materia oscura o si otro proceso cósmico es el responsable.

El equipo concluyó: "Este estudio nos brinda una nueva forma de interpretar una de las señales más intrigantes en el cielo. O confirmaremos que la materia oscura deja una huella observable, o aprenderemos algo completamente nuevo sobre la Vía Láctea misma".