MADRID, 3 Mar. (EUROPA PRESS) -
Con apenas cuatro horas de observaciones, las mediciones precisas observando galaxias en el rango infrarrojo con una nueva tecnología espectrográfica han establecido nuevos límites a la vida de la materia oscura.
Durante el siglo pasado, los cosmólogos han lidiado con una aparente inconsistencia en lo que vieron en el universo. Las observaciones de la rotación de las galaxias, por ejemplo, implican que hay mucha más masa ahí afuera de la que podemos ver. Los físicos han estado llamando a esta masa “perdida” “materia oscura”. Lo que hace que la búsqueda de materia oscura sea fenomenalmente difícil es el hecho de que no solo no podemos verla, sino que no tenemos una idea clara de lo que estamos buscando.
TELESCOPIO MAGALLANES EN CHILE
Ahora, los investigadores han comenzado a utilizar una combinación de modelos y observaciones de última generación para poner límites a las propiedades que podría tener la materia oscura. En un desarrollo reciente, un equipo de científicos de Japón dirigido por el profesor asociado Wen Yin de la Universidad Metropolitana de Tokio ha utilizado una nueva técnica espectrográfica para observar la luz que llega desde dos galaxias, Leo V y Tucana II. Utilizaron el telescopio Magallanes Clay de 6,5 m de ancho en Chile para recolectar la luz que llega a la Tierra, prestando mucha atención a la región infrarroja del espectro. Publican resultados en Physical Review Letters.
El equipo se centró en un candidato prometedor a materia oscura, la partícula similar a un axión (ALP), y analizó cómo se "desintegra" y emite luz espontáneamente. Los principales modelos teóricos hacen que la parte infrarroja cercana del espectro sea un lugar particularmente prometedor para observar. Sin embargo, el infrarrojo también es una parte abarrotada y confusa del espectro electromagnético. Esto se debe a la amplia gama de fuentes de ruido e interferencia de otras fuentes. Los ejemplos incluyen la luz zodiacal, la tenue dispersión de la luz solar por el polvo interestelar y la luz emitida por la atmósfera cuando se calienta por el sol. Para solucionar este problema, en su trabajo anterior propusieron una nueva técnica que utiliza el hecho de que la radiación de fondo tiende a incluir un rango más amplio de longitudes de onda, mientras que la luz procedente de un proceso de desintegración específico está más fuertemente sesgada hacia un rango estrecho. Al igual que la luz que se derrama sobre un prisma se vuelve más tenue a medida que los diferentes colores se dispersan cada vez más, los eventos de desintegración confinados en un rango estrecho se vuelven cada vez más nítidos. Se pueden utilizar varios espectrógrafos infrarrojos de última generación, como NIRSpec en el telescopio espacial James Webb, WINERED en el telescopio Magallanes Clay y muchos otros, para implementar esta técnica, convirtiendo efectivamente estos instrumentos en excelentes detectores de materia oscura.
EL LÍMTE MÁS ESTRICTO DE LA VIDA DE LA MATERIA OSCURA
Gracias a la precisión de la tecnología del equipo (WINERED), pudieron dar cuenta de toda la luz que detectaron en el infrarrojo cercano con una precisión estadística significativa. El hecho de que no se encontrara desintegración se utilizó luego para establecer límites superiores en la frecuencia de estos eventos de desintegración, o un límite inferior en la vida útil de las partículas ALP. Su nuevo límite inferior en segundos es 10 con 25 a 26 ceros después, o de diez a cien millones de veces la edad del universo.
El hallazgo no sólo es significativo porque se trata del límite más estricto hasta ahora para la vida de la materia oscura. El trabajo utiliza tecnología de vanguardia de la cosmología infrarroja para abordar problemas de la física fundamental de partículas. Y aunque sus conclusiones se basan en un análisis riguroso de los datos hasta el momento, hay indicios de anomalías o "excesos" que ofrecen la tentadora perspectiva de una detección real de la materia oscura con más datos y más análisis. La búsqueda de la pieza faltante de nuestro universo continúa.