Una vez más, una búsqueda de signos de materia oscura fuera de su efecto gravitacional ha aparecido zilch, pero esta vez es un poco más controvertido. Los astrónomos que miran al espacio vacío no han encontrado un resplandor de rayos X hipotético como producto de un candidato particular de materia oscura: el estéril neutrino.
Es, según los investigadores, un resultado que amortigua un poco a este candidato como un contendiente principal para la materia oscura, pero no lo extingue por completo.
La materia oscura es un gran viejo signo de interrogación. Aunque no podemos detectarlo directamente, sabemos que está ahí afuera porque está teniendo un gran efecto gravitacional en las cosas que podemos detectar, también conocido como materia normal.
Por ejemplo, las cosas en los bordes exteriores de las galaxias se mueven más rápido de lo que deberían si estuvieran bajo la influencia gravitacional de la materia normal sola. Y la lente gravitacional, la forma en que la gravedad dobla el camino de la luz, también es más fuerte de lo que cabría esperar. A partir de estos efectos, los astrónomos han calculado que hasta el 85 por ciento de la materia en el Universo es materia oscura.
Sin embargo, debido a que no podemos detectarlo, no sabemos qué es. Y hay una serie de candidatos hipotéticos, con astrónomos tratando de encontrar formas de detectarlos.
El neutrino estéril es una partícula hipotética. Normal neutrinos, las partículas más abundantes en el Universo, son muy difíciles de detectar en el mejor de los casos: son similares a los electrones, pero sin carga y con muy poca masa, por lo que apenas interactúan con la materia normal. Un neutrino estéril, según la hipótesis de los físicos, no interactuaría con la materia normal en absoluto, excepto tal vez gravitacionalmente.
Pero estos hipotéticos neutrinos también son inestables. Deben descomponerse en neutrinos normales y radiación electromagnética. Y, si están tan en descomposición, entonces esa radiación debería ser detectable. Muy débil, pero detectable.
Eso es lo que un estudio de 2014 afirmó haberlo hecho: detectó los débiles rayos X de la descomposición de neutrinos estériles de galaxias distantes, una emisión llamada línea de 3.5 KeV. Pero luego estudios de seguimiento: uno en 2016 en una galaxia enana a 260,000 años luz de distancia, y otro en 2017 en un cúmulo de galaxias a 240 millones de años luz de distancia, no se encontró tal cosa.
Entonces, un equipo de investigadores decidió mirar un poco más cerca de casa. Sabemos que la Vía Láctea tiene un halo de materia oscura sustancial, así que si los neutrinos estériles se descomponen, deberían ser detectables alrededor de la galaxia.
El equipo realizó un metanálisis de 20 años de datos de rayos X de archivo sin procesar del espacio vacío alrededor de la Vía Láctea, donde otros objetos brillantes no crearían interferencia, tomados por el telescopio espacial XMM-Newton, en busca de signos de ese 3.5 Emisión de KeV. No encontraron ninguno.
"Este artículo y trabajos de seguimiento de 2014 confirmaron que la señal generó una gran cantidad de interés en las comunidades de astrofísica y física de partículas debido a la posibilidad de saber, por primera vez, exactamente qué materia oscura hay a nivel microscópico". dijo el físico Ben Safdi de la universidad de Michigan.
"Nuestro hallazgo no significa que la materia oscura no sea un neutrino estéril, pero significa que, al contrario de lo que se afirmó en 2014, no hay evidencia experimental hasta la fecha que apunte a su existencia".
El resultado sugiere que algo más estaba causando el brillo de 3.5 KeV visto en ese estudio de 2014, dijeron los investigadores. Pero no todos están convencidos. El físico Alexey Boyarsky de la Universidad de Leiden en los Países Bajos. publicó una encuesta similar al servidor de preimpresión arXiv, mirando el cielo en blanco de la Vía Láctea. Su equipo cree que ellos hizo encuentre la línea 3.5 KeV.
"Creo que este documento está mal" dijo de la nueva investigación para Revista de ciencias. Los diferentes resultados podrían ser el producto de las dos técnicas de análisis diferentes; ambos equipos creen que su método es superior, aunque el artículo de Boyarsky aún no se ha revisado por pares.
Por lo tanto, parece que la pregunta aún puede ser algo abierta, y solo más investigación puede ayudar a resolverla.
Mientras tanto, también se puede tomar otra dirección. Safdi dice que las conclusiones de su equipo abren una nueva vía para una mayor búsqueda al respecto.
"Si bien este trabajo, desafortunadamente, arroja agua fría sobre lo que podría haber sido la primera evidencia de la naturaleza microscópica de la materia oscura, abre un enfoque completamente nuevo para buscar materia oscura que podría conducir a un descubrimiento en el futuro cercano," él dijo.
La investigación ha sido publicada en Ciencias.