Una galaxia enana recién descubierta que orbita nuestra propia Vía Láctea ha ofrecido una sorpresa: parece estar irradiando rayos gamma, según un análisis realizado por físicos de las universidades Carnegie Mellon, Brown y Cambridge. La fuente exacta de este alto-La luz de energía es incierta en este punto, pero podría ser una señal de materia oscura que acecha en el centro de la galaxia.
"Algo en la dirección de esta galaxia enana está emitiendo rayos gamma", dijo Alex Geringer-Sameth, investigador asociado postdoctoral en el Departamento de Física de CMU y autor principal del artículo. "No hay ninguna razón convencional por la que esta galaxia deba emitir rayos gamma".rayos, por lo que es potencialmente una señal de materia oscura "
La galaxia, llamada Reticulum 2, fue descubierta a principios de este año en los datos del Dark Energy Survey, un experimento que mapea el cielo del sur para comprender la expansión acelerada del universo. A aproximadamente 98,000 años luz de la Tierra, Reticulum 2es una de las galaxias enanas más cercanas detectadas hasta ahora. Utilizando datos disponibles públicamente del Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi de la NASA, Geringer-Sameth de CMU y Savvas Koushiappas de CMU han mostrado rayos gamma que provienen de la dirección de la galaxia en exceso de lo queesperar de fondo normal.
"En la búsqueda de materia oscura, los rayos gamma de una galaxia enana se han considerado durante mucho tiempo una firma muy fuerte", dijo Koushiappas, profesor asistente de física en Brown. "Parece que ahora estamos detectando algo así para elprimera vez."
Se publicó un artículo que describe el análisis el 17 de agosto de 2015 en la revista Cartas de revisión física . Los investigadores advierten que si bien estos resultados preliminares son emocionantes, hay más trabajo por hacer para confirmar un origen de materia oscura.
rayos gamma y materia oscura
Nadie sabe exactamente qué es la materia oscura, pero se cree que representa alrededor del 80 por ciento de la materia en el universo. Los científicos saben que la materia oscura existe porque ejerce efectos gravitacionales sobre la materia visible, lo que explica la rotación observada de las galaxiasy cúmulos de galaxias, así como las fluctuaciones en el fondo cósmico de microondas.
"La detección gravitacional de la materia oscura le dice muy poco sobre el comportamiento de las partículas de la materia oscura", dijo Matthew Walker, profesor asistente de física y miembro del Centro de Cosmología McWilliams de CMU. "Pero ahora podemos tener un no-detección gravitacional que muestra que la materia oscura se comporta como una partícula, que es un tipo de santo grial ".
Una teoría principal sugiere que las partículas de materia oscura son WIMP: partículas masivas que interactúan débilmente. Cuando se juntan pares de WIMP, se aniquilan entre sí, emitiendo rayos gamma de alta energía. Si eso es cierto, entonces debería haber mucha gammaLos rayos que emanan de lugares donde se cree que los WIMP son abundantes, como los densos centros de las galaxias. El problema es que los rayos de alta energía también se originan en muchas otras fuentes, incluidos los agujeros negros y los púlsares, lo que hace que sea difícil desenredar una materia oscura.señal del ruido de fondo.
Es por eso que las galaxias enanas son importantes en la búsqueda de la partícula de materia oscura. Se cree que los enanos carecen de otras fuentes productoras de rayos gamma, por lo que un flujo de rayos gamma de una galaxia enana sería un caso muy fuerte para la materia oscura.
"Básicamente son sistemas muy limpios y silenciosos", dijo Koushiappas.
Los científicos los han estado observando en busca de signos de rayos gamma durante los últimos años utilizando el Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi de la NASA. Nunca ha habido una señal convincente hasta ahora.
En los últimos años, Geringer-Sameth, Koushiappas y Walker han estado desarrollando una técnica de análisis que busca señales débiles en los datos de rayos gamma que podrían deberse a la aniquilación de la materia oscura. Con el descubrimiento del Retículo 2, Geringer-Samethdirigió su atención a esa parte del cielo. Miró a todos los rayos gamma que venían de la dirección de la galaxia enana, así como a los rayos gamma que provenían de áreas adyacentes del cielo para proporcionar un nivel de fondo.
"Parecía haber un exceso de rayos gamma, por encima de lo que cabría esperar de los procesos de fondo normales, provenientes de la dirección de esta galaxia", dijo Geringer-Sameth. "Dada la forma en que creemos que entendemos cómo funcionan los rayos gammase generan en esta región del cielo, no parece que esos procesos puedan explicar esta señal "
Un estudio adicional de los atributos de esta galaxia enana podría revelar fuentes ocultas que pueden estar emitiendo rayos gamma, pero los investigadores son cautelosamente optimistas.
"El hecho de que haya rayos gamma y también un grupo de materia oscura en la misma dirección lo hace bastante interesante", dijo Walker.
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Materiales proporcionado por Universidad de Brown . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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