El telescopio espacial Fermi no ve evidencia de materia oscura

Entre los eventos más dramáticos del universo se encuentran la muerte de las estrellas al colapsar en agujeros negros y la colisión de los mismos agujeros negros. Estos eventos son tan violentos que sacuden el firmamento, generando ondas gravitatorias que recorren el cosmos. También generan enormes explosiones de neutrinos que a veces pueden ser captadas por telescopios de neutrinos gigantes en la Tierra.

Pero si bien estos eventos son fascinantes, sobre todo porque es casi seguro que involucran a la física más allá de nuestro alcance, son enormemente difíciles de observar. Eso es porque los neutrinos y las ondas de gravedad son notoriamente tímidos.

Los neutrinos suelen atravesar la Tierra directamente. De hecho, los astrónomos solo han detectado neutrinos más allá del Sistema Solar y eso fue hace casi 25 años durante una supernova llamada SN1987A.



Pero los neutrinos son verdaderos animales de fiesta en comparación con las ondas de gravedad. Los físicos nunca han visto una onda de gravedad, a pesar de gastar cientos de millones de dólares en máquinas diseñadas para encontrarlas.

Afortunadamente, existe una tercera forma de estudiar estos eventos extremos utilizando rayos gamma, fotones de energía ultra alta. La madre de todos los telescopios de rayos gamma es el Telescopio Espacial Fermi, que ha estado observando el cosmos desde la órbita terrestre baja durante tres años.

Entonces, ¿qué mejor momento para hacer un balance de sus hallazgos ?, dicen Luca Baldini del Instituto Nacional de Física Nuclear de Italia en Pisa y algunos amigos. Estos chicos representan la colaboración internacional detrás de Fermi, así que deberían saberlo.

Fermi tiene una visión única del universo. A través de sus ojos, el cielo está en llamas con una constante luz difusa de rayos gamma. Aproximadamente el 70 por ciento de esto es generado por rayos cósmicos de alta energía que chocan contra cosas en nuestra galaxia. El resto viene del más allá, de procesos que aún no entendemos.

Superpuesto a este fondo, Fermi también ve el estallido ocasional de rayos gamma de eventos violentos distantes que se encuentran, aunque brevemente, entre las cosas más brillantes del Universo. Este espectáculo de fuegos artificiales cósmicos es nuestra ventana a las condiciones más extremas del cosmos.

Se cree que estos estallidos de rayos gamma son la liberación de energía equivalente a la masa de nuestro Sol en un solo segundo, probablemente cuando las estrellas gigantes colapsan para formar agujeros negros o cuando chocan agujeros negros o estrellas de neutrones.

Fermi ha visto hasta ahora varios cientos de estas explosiones a energías que se extienden por más de seis órdenes de magnitud, siendo la más alta un evento el 10 de mayo de 2009 que produjo fotones con una energía de 31 GeV, la más alta jamás observada en el espacio.

No se sabe exactamente qué mecanismo hace que la luz sea de tan alta energía, pero seguramente más datos ayudarán.

Fermi también está transformando nuestra comprensión de los núcleos galácticos activos: agujeros negros supermasivos en el centro de las galaxias. Al combinar las observaciones de Fermi de las llamaradas de estos objetos con observaciones en otras longitudes de onda, los astrónomos han demostrado que cualquier mecanismo que genere rayos gamma, también genera otra luz.

Pero el resultado más controvertido de Fermi involucra la materia oscura. La idea es que las partículas de materia oscura deberían aniquilarse produciendo rayos gamma. Esto debería producir líneas de rayos gamma en frecuencias específicas, pero Fermi no ha encontrado evidencia de esto.

Más evidencia proviene de galaxias enanas que no son fáciles de ver en la parte visible del espectro porque están compuestas principalmente por materia oscura. Pero Fermi debería poder captar los rayos gamma que genera esta materia oscura. Hasta ahora ha visto poca evidencia de esto y Baldini y compañía, por lo que esta evidencia negativa pronto se publicará.

Esta es una prueba tentadora de que tanto los físicos como los astrónomos todavía están digiriendo. Su tarea es averiguar si la evidencia está ahí y Fermi no puede verla o si ellos no están ahí en absoluto.

La visión de Fermi del universo es una forma única de estudiar la materia oscura que proporciona un fascinante contrapunto a los experimentos realizados en la Tierra. Eso es algo que vale la pena vigilar.

Ref: arxiv.org/abs/1106.3416 : Aspectos científicos destacados del telescopio de área grande Fermi

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