Agujeros negros más materia oscura = emisión de luz (rayos gamma)

Dos de las cosas más oscuras del universo puede estar produciendo luz, o al menos radiación. Cuando los chorros de partículas que brotan de un agujero negro supermasivo en el centro de una galaxia impactan con la materia oscura, podrían producir rayos gamma detectables desde la Tierra, aportando evidencias de la elusiva materia oscura

Los agujeron negros supermasivos lanzan chorros de partículas a velocidad cercana a la de la luz. Se piensa que este erupto cósmico está relacionado con la materia que cae hacia el agujero negro. Stefano Profumo, de la Universidad de California en Santa Cruz, y sus colegas, calcularon cómo podrían interactuar los electrones de uno de estos chorros con la materia oscura circundante.

Ellos observaron específicamente los tipos de partículas de materia oscura que predicen las dos teorías principales: una es la supersimetría, que propone que cada partícula común tiene una súper asociada, y la otra, que supone que el universo está escondiendo una cuarta dimensión espacial.

Hallaron que, en lugar de simplemente chocar unos con otros, algunos de los electrones y partículas de materia oscura podrían fusionarse, transformándose en una única versión, supersimétrica o extra-dimensional, del electrón. Esta partícula sería pesada, y gran parte de la energía cinética de los electrones se usaría para producir la nueva partícula. Por consiguiente, la partícula resultaría casi detenida.

Si la partícula luego se desintegrara en un electrón y en una partícula de materia oscura en estado fundamental, el electrón liberaría rayos gamma. A diferencia de una partícula viajando rápido, como las de los chorros, una partícula con movimiento lento puede emitir rayos que pueden viajar en cualquier dirección. Esto podría, potencialmente, hacerlas más fáciles de distinguir de la inundación de fotones en un chorro, dice Mijaíl Gorshteyn, colaborador de la Universidad de Indiana en Bloomington.

La idea de que las partículas de un agujero negro podrían interactuar con la materia oscura y producir emisión de rayos gamma ya ha sido propuesta con anterioridad, pero un estudio previo sugirió que los rayos serían demasiado débiles para verlos desde la Tierra (Physical Review D, DOI: 10.1103/PhysRevD.57.1299) .

Señales oscuras desde Centaurus A (Imagen: NASA/CXC/SAO/M.Karovska et al)

Sin embargo, el equipo de Profumo encontró que dentro de un estrecho rango de energía de los electrones, casi todos los electrones que impactan con la materia oscura se convertirán en su versión supersimétrica o extra-dimensional. Este efecto de «resonancia» podría producir rayos gamma detectables por instrumentos cerca de la Tierra, como el Telescopio Espacial Fermi de la NASA, señaló Gorshteyn.

El equipo calculó que este efecto podría explicar las frecuencias de los rayos gamma detectados por el Fermi, provenientes de un agujero negro del centro de la galaxia de Centaurus A (arxiv.org/abs/1008.2230). Sin embargo, el espectro de frecuencias de rayos gamma que proviene de otra galaxia, la Messier 87, no coincide con sus predicciones.

«Uno debe considerar que los resultados aún son muy prematuros», dice Lars Bergstrom de la Universidad de Estocolmo, en Suecia. Sin embargo, añade que las diferencias en la distribución de materia oscura en las dos galaxias podrían explicar la discrepancia.

«Lo excitante es que tenemos algunas pistas en los datos del Fermi», apuntó Profumo, «pero por supuesto, se necesita confirmación. Se necesitan unir otras piezas del rompecabezas».

Fuente: New Scientist. Aportado por Eduardo J. Carletti

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