Hallazgo clave de la NASA: detectan posible rastro directo de materia oscura

Durante casi un siglo la materia oscura permaneció en el terreno de lo intangible. Se habló de su influencia, se midieron efectos atribuidos a su presencia y se construyeron teorías para explicar por qué el universo visible no cuenta toda la historia. Sin embargo, nada permitió verla de manera directa.

Ese muro pareció comenzar a resquebrajarse a partir del trabajo reciente del profesor Tomonori Totani, de la Universidad de Tokio, quien analizó datos del Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi de la NASA y afirmó detectar un patrón de energía que coincide con lo que se esperaba de la aniquilación de partículas teóricas de materia oscura.

De confirmarse, el resultado transformaría un concepto que acompañó a la astronomía durante generaciones en una observación concreta.

La idea de que una sustancia invisible sostiene la arquitectura cósmica nació en la década de 1930, cuando el astrónomo suizo Fritz Zwicky observó que algunas galaxias se movían a velocidades incompatibles con la masa visible que poseían.

La única explicación posible fue aceptar la presencia de un componente desconocido que ejercía una fuerza gravitacional adicional.

Desde entonces los astrofísicos convivieron con un universo en el que solo el 5% está compuesto por materia ordinaria. El resto permanece en la categoría de lo incierto: cerca de un 68% se atribuye a la energía oscura y alrededor del 27% correspondería a la materia oscura. Ninguna de las dos resulta directamente detectable a través de la luz.

A pesar de su peso en el cosmos, todo lo que se supo hasta ahora sobre la materia oscura provino de efectos indirectos.

Se midió cómo mantiene unidas a las galaxias, cómo influye en la formación de estructuras cósmicas y cómo altera el movimiento de las estrellas.

Lo que no se logró fue observar partículas asociadas con ella. En parte, porque no interactúan con la fuerza electromagnética, lo que significa que no absorben, reflejan ni emiten luz. Ese rasgo las convirtió en protagonistas de uno de los enigmas más persistentes de la física moderna.

Durante décadas una de las hipótesis más estudiadas propuso que la materia oscura está formada por partículas masivas de interacción débil, conocidas como WIMP por sus siglas en inglés. Serían más pesadas que los protones pero casi inmunes al contacto con la materia ordinaria.

Según los modelos teóricos, cuando dos WIMP colisionan se aniquilan y liberan otras partículas, entre ellas fotones de rayos gamma de energía específica. Esa predicción indicó un camino de búsqueda: observar regiones del universo donde se acumula materia oscura y buscar un patrón energético preciso.

Los centros galácticos surgieron como lugares ideales, ya que allí la densidad de materia oscura sería mayor. Sin embargo, los esfuerzos realizados desde telescopios terrestres, detectores subterráneos y colisionadores de partículas no consiguieron resultados concluyentes. La posibilidad de observar esa huella energética tomó fuerza con las capacidades del telescopio Fermi, que tiene la misión de detectar los fotones más energéticos del espectro electromagnético.

Totani examinó los datos más recientes del instrumento y afirmó identificar rayos gamma con una energía fotónica cercana a los 20 gigaelectronvoltios. La distribución espacial de esa señal se extendió en forma de halo hacia el centro de la Vía Láctea y coincidió con lo que los modelos describieron como la figura esperada para un cúmulo de materia oscura.

Según su interpretación, el espectro energético también se alineó con lo que se predijo para la aniquilación de partículas WIMP con una masa aproximadamente 500 veces mayor que la de un protón. Esa consistencia fortaleció la propuesta de que el patrón no sería producto de fenómenos astrofísicos conocidos.

La investigación fue publicada en Journal of Cosmology and Astroparticle Physics y generó un impacto inmediato en la comunidad científica. Totani expresó: “Si esto es correcto, hasta donde sé, sería la primera vez que la humanidad ha ‘visto’ materia oscura. Y resulta que la materia oscura es una nueva partícula no incluida en el modelo estándar actual de física de partículas. Esto supone un gran avance en la astronomía y la física”. La frase resumió el alcance potencial de un hallazgo que podría modificar conceptos fundamentales sobre la estructura del universo.

El entusiasmo inicial convivió desde el primer momento con la cautela. La astronomía conoce ejemplos de señales que parecieron revolucionar la teoría para luego desvanecerse ante nuevas evidencias. Totani mismo reconoció que sus resultados necesitan ser verificados por equipos independientes. También sostuvo que la clave para consolidar la hipótesis será observar la misma energía de rayos gamma en otras regiones donde se espera gran concentración de materia oscura, como las galaxias enanas que orbitan alrededor de la Vía Láctea.

Esa verificación no es sencilla. Las emisiones provenientes del centro galáctico pueden estar influenciadas por múltiples fuentes, entre ellas restos de supernovas, púlsares o radiación de fondo difícil de separar. Por ese motivo, una confirmación en galaxias enanas permitiría descartar explicaciones alternativas. El propio Totani afirmó que recopilar más datos podría fortalecer su análisis y aportar una prueba más sólida de que los rayos gamma se originan en la materia oscura.

Las reacciones de otros especialistas mostraron el equilibrio entre expectativa y rigor que suele acompañar a descubrimientos de esta escala.

El astrofísico Justin Read, de la Universidad de Surrey, señaló que la ausencia de señales significativas en galaxias enanas contradice de manera firme la conclusión de que la observación corresponde a la aniquilación de partículas de materia oscura. Su postura no negó la importancia del trabajo, pero recordó que el campo necesita resultados que no dejen margen para interpretaciones alternativas.

La cautela también llegó desde la Universidad College London. El profesor Kinwah Wu expresó: “Agradezco el arduo trabajo y la dedicación del autor, pero necesitamos pruebas extraordinarias para una afirmación extraordinaria. Este análisis aún no ha alcanzado este nivel. Es un trabajo que anima a quienes trabajan en este campo a seguir adelante”. Las palabras subrayaron que incluso un resultado prometedor no puede dejar de someterse a escrutinio exhaustivo.

El propio Totani mantuvo una postura abierta y declaró: “Esto podría ser un avance crucial para desentrañar la naturaleza de la materia oscura”. Al mismo tiempo reconoció que el descubrimiento no alcanza por sí solo para resolver el enigma y que todavía quedan posibles fuentes astrofísicas de rayos gamma que deben evaluarse con mayor precisión.

La nueva señal detectada no resuelve todas las preguntas, pero introduce un elemento que antes no existía: una posible evidencia directa. Si futuros análisis confirman que se trata de la huella energética producida por la aniquilación de partículas WIMP, la física de partículas enfrentará el desafío de incorporar un componente que no aparece en el modelo estándar.

La cosmología, por su parte, obtendría una pieza clave para comprender la distribución de materia en el universo y la evolución de las estructuras galácticas.

La historia científica avanzó con descubrimientos que en su momento parecieron improbables y con otros que requirieron prudencia hasta reunir una base de evidencia irrefutable.

El caso de la materia oscura parece ingresar en esa tradición. Por ahora, el hallazgo de Totani permanece en el terreno de lo posible, con señales que encajan con las predicciones teóricas y objeciones que exigen más datos.

Mientras tanto, la idea de que la humanidad podría estar frente al primer indicio directo de una sustancia que domina el cosmos abre una etapa nueva, en la que la observación del universo deja de ser únicamente una cuestión de luz para acercarse a lo invisible con una precisión inédita.

Con información de Infobae