La esperanza en la materia oscura se apaga en la bruma de microondas

Artículo publicado por Colin Stuart el 10 de septiembre de 2012  en physicsworld.com

Los últimos resultados procedentes del telescopio espacial Planck han confirmado la presencia de una bruma de microondas en el centro de la Vía Láctea. Sin embargo, la bruma parece más alargada de lo que originalmente se pensaba, lo que arroja dudas sobre las afirmaciones iniciales acerca de que la aniquilación de materia oscura provocaba las emisiones.

En 2004 la sonda WMAP identificó una bruma de radiación aproximadamente esférica en el corazón de nuestra galaxia. Desde entonces, algunos astrofísicos han sugerido que esta bruma se produce debido a la aniquilación de partículas de materia oscura.

Sonda Planck


Sin embargo, algunos investigadores han cuestionado si realmente hay bruma, sugiriendo que podría ser un artefacto de cómo se analizaron los datos de WMAP. Surgieron dudas sobre si WMAP era capaz de captar esta débil señal enterrada en las emisiones del polvo galáctico, el fondo cósmico de microondas (CMB) y otros ruidos procedentes de regiones activas de la galaxia.

Definitivamente está ahí

El debate ahora parece haber quedado zanjado gracias a los últimos resultados de Planck, una misión de la Agencia Espacial Europea lanzada en mayo de 2009. “Hablando sin rodeos, estamos de acuerdo con todos los resultados de WMAP”, explica Krzysztof Gorksi del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en California, que es miembro del equipo de Planck. “Planck es más sensible y tiene un rango de frecuencias mucho mayor, llevándonos hasta un nuevo dominio que WMAP nunca pudo ver”, dice a physicsworld.com. Uno de los principales objetivos del telescopio es cartografiar con precisión las fluctuaciones en el CMB, por lo que está perfectamente adecuado para sustraer la radiación y revelar la bruma.

Con la presencia de la bruma verificada de forma independiente, el foco se ha centrado de nuevo en determinar su origen. Después de su descubrimiento inicial, algunos  investigadores, incluyendo a Dan Hooper del Fermilab cerca de Chicago, Estados Unidos, defendieron que la aniquilación de materia oscura podía explicar la bruma galáctica. Se ha pensado desde hace tiempo que la materia oscura mantenía unidas las galaxias, pero detectarla directamente ha sido imposible. En el mecanismo de Hooper, las partículas de materia oscura se aniquilan para producir electrones y positrones convencionales. Estas partículas luego recorren en espiral los campos magnéticos de la Vía Láctea para producir radiación que vemos como la bruma de microondas.

Sin embargo, además de confirmar su existencia, Planck también pudo revelar detalles sobre la forma de la bruma. “Los nuevos resultados parecen sugerir que la bruma es alargada en lugar de esférica [como se pensaba anteriormente]”, explica Hooper, que no estuvo implicado en la investigación de Planck. “Las simulaciones sugieren que se esperaría encontrar halos de materia oscura con una simetría aproximadamente esférica”, añade. Sin embargo, aún podría haber hueco para una explicación parcial basada en la materia oscura. “Nuestra opinión es que ningún modelo actual puede explicar el origen de la bruma”, admite Gorksi. Pero Hooper no se rinde. “A mí aún me huele a materia oscura”, comenta.

¿Relacionado con las burbujas de Fermi?

Las observaciones de Planck también revelaron un definido borde en el sur de la bruma. Esto implica que el mecanismo de formación es esporádico – si fuese continuo, los bordes de la bruma parecerían difusos. “La definición también implica que la bruma podría estar relacionada con las burbujas de Fermi”, dice Hooper. Las burbujas de Fermi son dos estructuras gigantes que emiten rayos gamma que se extienden 25 000 años luz por encima y por debajo del centro de la galaxia. Observadas por el telescopio espacial Fermi en noviembre de 2010, estas estructuras también tienen unos bordes definidos que apuntan a una rápida liberación de energía como su causa, en lugar de un proceso continuo y regular.

Es posible, entonces, que los dos fenómenos tengan un origen común. “Puede que haya algún mecanismo cruzado entre la bruma y las burbujas”, dice Andrew Pontzen, cosmólogo teórico de la Universidad de Oxford en el Reino Unido. “El siguiente paso sería ver exactamente cuánto solapamiento hay en los datos”, añade. Cualquier área donde no se solapen ambos fenómenos deja una puerta abierta para que entre en juego la materia oscura. “Tal vez la causa [de la bruma] es una mezcla de aniquilación de materia oscura y otros mecanismos”, añade Hooper.

Sea cual sea la explicación que resulte ser la correcta, los resultados de Planck han centrado el debate. “Observacionalmente, este es un gran paso adelante”, dice Pontzen. “Sin embargo, el centro de la galaxia sigue siendo un lugar intrínsecamente complejo donde suceden una gran cantidad de cosas extrañas”, añade. Al final, podría ser el sucesor de Planck el que zanje las dudas.

Los resultados de Planck se presentan en un borrador en el servidor de arXiv.


Autor: Colin Stuart
Fecha Original: 10 de septiembre de 2012
Enlace Original

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Comments (5)

  1. [...] La esperanza en la materia oscura se apaga en la bruma de microondas [...]

  2. Fandila

    Pero la aniquilación de la materia oscura se haría en unos porcentajes pequeños relativamente, si ella es el paso previo a la M. normal (Los positrones y electrones del artículo).
    Si la M. normal resulta ser del 4% del total existente y la M. oscura representa el 32% aprox., el porcentaje de aniquilación efectivo, hacia materia normal (Lo que puede detectarse como radiación, bruma de microondas), vendrá a ser del 8% de la M. oscura. Eso querría decir que aún quedará “invisible” nada menos que el 92%.
    La incognita continua.

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  4. ¡Más de lo mismo!

    Los cosmólogos se agarran a la “materia oscura” como el que se ahoga al clavo ardiendo, ¡es su única esperanza! de camuflar su ignorancia. Se inventaron varias formas de materia oscura que van desde la materia fría a la caliente, pasando por los WIMPs, los Agujeros negros, estrellas marrones y neutrinos y, ahora, se sacan de la maga estos gases que son en realidad “las burbujas de Fermi” hace tiempo conocidas pero, ellos, los cosmólogos, no pierden ocasión de arrimar, cualquir ascua a su sardina.

    Tienen un problema al que no encuentran una explicación y la “materia oscura” les vino como el anillo al dedo, para zanjar (al meneos de momento) el asunto. Claro que llevan ya mucho tiempo con esa canción y el sonsonete está cansando al personal, ya que, oir la música sin saber lo que dice la letra…hace sospechar.

    La rotación de las galaxias se observó por primera vez en 1914, y desde entonces se ha medido con gran precisión en muchas galaxias, no sólo en la Vía Láctea. La gran sorpresa surgió cuando, en 1975, se pudo medir la velocidad de giro de las estrellas que ocupan posiciones muy alejadas del centro: esas estrellas van muchísimo más rápido que lo que les correspondería por las leyes de Newton (es como si los planetas más alejados, por ejemplo Neptuno y Plutón, orbitaran mucho más deprisa de lo que calculamos con las leyes de Newton). El hecho es que esto ocurre no en una, sino en muchas galaxias donde hemos podido medir su rotación: las partes externas de las galaxias giran mucho más deprisa que lo que esperamos. ¿Por qué ocurre eso? No se sabe.

    Desde hace treinta años, los astrofísicos se enfrentan a este dilema: o bien las galaxias tienen mucha materia que no vemos, pero que causa una fuerte atracción gravitatoria sobre las estrellas externas (que por ello orbitarían tan rápido) o bien ni la ley de la gravedad de Newton ni la de Einstein serían válidas para esas regiones externas de las galaxias.

    Las dos opciones son revolucionarias para la física: la primera implica la existencia de materia oscura en el universo (materia que no vemos pero que sí afecta al movimiento de las estrellas y galaxias), y la segunda implica que una ley básica (la de Newton/Einstein de la gravitación) es incorrecta.

    En el momento actual, no sabemos cual de esas dos opciones es la buena (podrían incluso ser buenas las dos, es decir, que existiera materia oscura y además que la teoría de Newton/Einstein estuviera mal. No creo que sea ese el problema, debe haber una tercera opción desconocida que debemos encontrar).

    La gran mayoría de los astrofísicos prefieren explicarlo con la materia oscura (un camino cómodo y fácil) antes que dudar de las leyes de la gravitación de Newton/Einstein. Esto no es sólo cuestión de gustos, es que las leyes de la gravitación funcionan con una increíble exactitud en todos los demás casos donde las hemos puesto a prueba (en los laboratorios, en las naves espaciales y los vuelos interplanetarios, en la dinámica del Sistema Solar, etc.).

    Este problema de la materia oscura (si es que realmente existe y no es que las leyes de Newton sean incompletas) es uno de los más importantes con los que se enfrenta la astrofísica hoy en día. Hace mucho tiempo ya que, los científicos tienen muchos quebraderos de cabeza con la resolución de este problema y, buscan la dichosa “materia oscura” por todas partes. Incluso en el LHC.

    Los estudios que sea realizan no han sido todos coincidentes y, tales contradicciones, nos hacen sospechar en la ausencia de la materia oscura, un parámetro muy válido para que, en su momento, cuadraran todas las cuentas y ocultara el desconocimiento reinante entre los cosmólogos sobre el tema.

    Parece obvio que la cuestión de la naturaleza de la materia oscura no se puede dejar reposar hasta que alguien, algún proyecto, obtenga una respuesta que, de ser posible, venga acompañada de un buen “pedazo” de esa materia que, por el momento, no sabemos si encontraremos alguna vez.

    Está muy bien generar nuevas teorías y mostrar que la materia oscura se debe comportar de este modo o de aquel otro, pero hasta que podamos aislar algo de esa materia y realmente verla comportándose como se supone que debe hacerlo, muchos no estaremos satisfechos.

    Saludos.

    • Fandila

      Cualquiera de las explicaciones en principio podría ser valída, como tambien lo sería la de la Teoría de Cuerdas, que tambien es asimilable con la “T. Oscura”, y en la que se parte de una vibración fundamental, que en resumidas cuentas entronca con la concepción ondulatoria de la materia. Cualquiera de ellas podría dar una explicación del fenómeno sobre la velocidad angular de uniforme de las galaxias. Para todas los dilemas son equivalentes.
      Esa “trabazón” de astros y estrellas está lejos de ser explicada porque nuestros instrumentos aún no afinan tanto.
      En cuanto a la gravedad ocurre tres cuartos de lo mismo.
      Lo que si parece ser cierto es, que algo hay en el “vacío” o espacio como causa, y que se manifiesta con más intensidad cuanto la masa global del conjunto es mayor.

      Saludos, Emilio, y demás contertulios.

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