martes, 28 de junio de 2011

El Telescopio Espacial Fermi no encuentra evidencia de materia oscura

Telescopio Espacial Fermi. Créditos: NASA.
Si la materia oscura llena el universo, los astrónomos deberían observar los rayos gamma que produce. Evidencia que hasta el momento no se materializa.

Entre los acontecimientos más dramáticos en el universo son la extinción de estrellas que colapsan en agujeros negro y la colisión de un agujero negro sí mismos. Estos eventos son tan violentos que sacuden el firmamento, generando ondas gravitacionales que dominan todo el cosmos. También generan explosiones gigantescas de neutrinos que a veces pueden ser recogidas por telescopios de neutrinos en la Tierra.

Pero mientras estos eventos son fascinantes, sobre todo porque es casi seguro que involucran la física más allá de nuestra comprensión, son sumamente difíciles de observar. Eso es porque los neutrinos y las ondas de gravedad son muy escasas.

Los neutrinos suelen pasar directamente a través de la Tierra. De hecho, los astrónomos han detectado neutrinos sólo una vez desde más allá del Sistema Solar y fue hace casi 25 años estudiando una supernova llamada SN1987A.

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

Afortunadamente, hay una tercera vía para estudiar estos fenómenos extremos con rayos gamma, fotones de alta energía. La madre de todos los telescopios de rayos gamma es el Telescopio Espacial Fermi, que ha estado escudriñando el cosmos desde una órbita terrestre baja desde hace tres años.

Entonces, ¿Qué mejor momento para hacer un balance de sus resultados?, dice Luca Baldini en el Instituto Nacional de Italia de Física Nuclear en Pisa y algunos compañeros. Estos chicos representan la colaboración internacional de Fermi.

Fermi tiene una visión única del universo. A través de sus ojos, el cielo está en llamas con una constante de la luz difusa de rayos gamma. Alrededor del 70 por ciento de esta se genera por los rayos cósmicos de alta energía chocando contra objetos en nuestra galaxia. El resto viene de más allá, de procesos que aún no entendemos.

Superpuesto a este fondo, también Fermi ve el estallido ocasional de rayos gamma procedentes de lejanos acontecimientos violentos que son, aunque sea brevemente, uno de los más brillantes de los eventos en el Universo. Este espectáculo de fuegos artificiales cósmicos es nuestra ventana a las condiciones más extremas en el cosmos.

Estas explosiones de rayos gamma se cree son la liberación de energía equivalente a la masa de nuestro Sol en un solo segundo, probablemente, como el colapso de estrellas gigantes para formar un agujero negro o cuando un agujero negro o estrellas de neutrones colisionan.

Fermi ha visto hasta ahora varios cientos de estas explosiones en que las energías que se extienden a lo largo de seis órdenes de magnitud, el más alto es un evento el 10 de mayo de 2009, que produjo fotones con una energía de 31 GeV, el mayor jamás observado en el espacio.

Exactamente lo que hace que la luz actue como un mecanismo de alta energía no se conoce, pero más información ayudará sin duda.

Fermi también está transformando nuestra comprensión de los núcleos galácticos activos: un agujero negro supermasivo en el centro de las galaxias. Mediante la combinación de observaciones de Fermi de las erupciones de estos objetos con las observaciones en otras longitudes de onda, los astrónomos han demostrado que cualquier mecanismo que genera los rayos gamma, también genera luz.

Pero el resultado más polémico de Fermi consiste en la materia oscura. La idea es que las partículas de materia oscura se aniquilan produciendo rayos gamma. Esto debería producir líneas de rayos gamma en frecuencias específicas, pero Fermi no ha encontrado ninguna evidencia de esto.

Más evidencia proviene de que las galaxias enanas que no son fáciles de ver en la parte visible del espectro, ya que están compuestas principalmente en su mayoría de materia oscura. Pero Fermi debería ser capaz de recoger los rayos gamma que genera esta materia oscura. Hasta ahora se ha visto poca evidencia de esto por lo que Baldini y su equipo de cooperación consideran que esta es evidencia negativa que será publicado en breve.

Esta es una evidencia tentadora para que los físicos y astrónomos por igual están todavía digiriendo. Su tarea consiste en averiguar si las pruebas están ahí y Fermi no puede ver o que no existe en absoluto.

El punto de vista de Fermi acerca del Universo como una forma única para estudiar la materia oscura que ofrece un contrapunto interesante a la Tierra basada en los experimentos. Eso es algo que vale la pena mantener un ojo en.

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