04/Nov/08

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Buscando antimateria primordial

Un reciente estudio observó al Cúmulo de Bala, en busca de señales de antimateria primordial

Esta visión del Cúmulo Bala, localizado a 3.800 millones de años luz de la Tierra, combina una imagen del Observatorio de rayos-X Chandra con datos ópticos del Telescopio Hubble y el Telescopio Magellan en Chile.

El cúmulo, oficialmente conocido como 1E 0657-56, se formó luego de una violenta colisión de dos grandes cúmulos de galaxias. Se trata de un objeto que se ha vuelto muy popular para la investigación astrofísica, incluyendo estudios de las propiedades de la materia oscura y la dinámica del gas.

En una reciente investigación, el cúmulo fue usado para buscar la presencia de antimateria del universo muy primitivo. La antimateria está formada por partículas elementales que tienen la misma masa que sus correspondientes contrapartidas de materia -protones, neutrones y electrones- pero con cargas propiedades magnéticas opuestas.

De acuerdo al modelo del Big Bang, el Universo estaba bañado de partículas de materia y antimateria poco después de "la gran explosión". La mayoría de esta materia se aniquiló, pero como habría un poco más de materia que de antimateria (menos de una parte en mil millones), sólo la materia sobrevivió, al menos en el Universo local.

¿Pudo haber sobrevivido antimateria de aquella aniquilación?

Se piensa que luego del Big Bang hubo un período llamado "Inflación", cuando el Universo se expandió exponencialmente en una fracción de segundo.

"Si grupos de materia y antimateria existían cerca unas de otras antes de la inflación, podrían estar ahora separadas por más de la escala del universo observable, por lo que nunca las veríamos juntarse", señala Gary Steigman de la Universidad de Ohio, que condujo el estudio. "Pero podrían estar separadas en escalas menores, como aquellas de supercúmulos o cúmulos, que es una posibilidad más interesante".

En este caso, colisiones entre dos cúmulos de galaxias, podrían mostrar evidencia de antimateria. Las emisiones de rayos-X muestran cuánto gas caliente está involucrado en esas colisiones.

La imagen óptica muestra las galaxias en el cúmulo y la imagen de rayos-X (en rojo) revela cuánto gas caliente ha colisionado. Si parte del gas de algunos de los cúmulos tiene partículas de antimateria, habría una aniquilación entre la materia y la antimateria y los rayos-X estarían acompañados de rayos gamma.

Steigman usó datos de Chandra y del Observatorio de rayos gamma Compton para estudiar el cúmulo Bala. A una distancia relativamente cercana y con una favorable orientación vista desde la Tierra, este cúmulo provee un excelente test para buscar por signos de antimateria.

La cantidad observada de rayos-X de Chandra y la no detección de rayos gamma por parte del Observatorio Compton muestran que la fracción de antimateria en el cúmulo es menor a tres partes por millón. Más aún, simulaciones de la fusión del cúmulo muestran que estos resultados descartarían cantidades significativas de antimateria en escalas de unos 65 millones de años luz, una estimación de la separación original de los dos cúmulos que colisionan.

"La colisión de materia y antimateria es el proceso más eficiente para generar energía en el Universo, pero podría no ocurrir en escalas muy grandes. Pero no me estoy rindiendo y estoy planeando buscar en otros cúmulos de galaxias que colisionan y que han sido descubiertos recientemente", dijo el científico.

Encontrar antimateria en el universo podría decir a los científicos acerca de cuán largo fue el período de inflación.

Fuente: Noticias del Cosmos. Aportado por Graciela Lorenzo Tillard