Durante casi un siglo, la materia oscura fue un misterio intangible para la ciencia. Aunque su influencia se detectó a través de efectos gravitacionales y se desarrollaron teorías para explicar su presencia, nunca se logró observarla de manera directa. Esta situación podría estar cambiando gracias al trabajo del profesor Tomonori Totani, de la Universidad de Tokio. Analizando datos del Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi de la NASA, Totani identificó un patrón energético que coincide con la aniquilación de partículas teóricas de materia oscura, conocidas como WIMP.
El concepto de materia oscura surgió en la década de 1930, cuando Fritz Zwicky notó que algunas galaxias se movían a velocidades incompatibles con la masa visible que tenían. La única explicación posible fue la existencia de un componente invisible que ejercía una fuerza gravitacional extra. Desde entonces, se sabe que solo el 5% del universo está compuesto por materia visible, mientras que un 27% correspondería a materia oscura y un 68% a energía oscura, ambas invisibles para la luz.
Lo que se conoce sobre la materia oscura proviene de sus efectos indirectos: mantiene unidas a las galaxias, influye en la formación de estructuras cósmicas y modifica el movimiento estelar. Sin embargo, nunca se detectaron partículas asociadas a ella, ya que no interactúan con la luz ni con la fuerza electromagnética.
Una hipótesis muy estudiada indica que la materia oscura está formada por partículas masivas de interacción débil (WIMP, por sus siglas en inglés). Según esta teoría, cuando dos WIMP colisionan, se aniquilan y liberan partículas, incluyendo fotones de rayos gamma con una energía característica, lo que permite su búsqueda.
Los centros galácticos, donde la concentración de materia oscura es mayor, fueron el foco de la investigación. Sin embargo, hasta ahora, telescopios terrestres y detectores subterráneos no lograron resultados concluyentes. La sensibilidad del telescopio Fermi abrió nuevas posibilidades para detectar esos fotones energéticos.
Totani detectó rayos gamma con una energía cercana a los 20 gigaelectronvoltios, distribuidos en forma de halo alrededor del centro de la Vía Láctea, coincidiendo con el patrón esperado para la materia oscura. Además, el espectro energético se alineó con la aniquilación de WIMP con una masa unas 500 veces mayor que un protón.
Este hallazgo fue publicado en el Journal of Cosmology and Astroparticle Physics y generó gran repercusión. Totani afirmó: “Si esto es correcto, hasta donde sé, sería la primera vez que la humanidad ha ‘visto’ materia oscura. Y resulta que la materia oscura es una nueva partícula no incluida en el modelo estándar actual de física de partículas. Esto supone un gran avance en la astronomía y la física”.
El descubrimiento que cambiaría lo que se conoce del Universo
A pesar del entusiasmo, la comunidad científica mantiene la prudencia. Es habitual que señales prometedoras luego requieran confirmación o se expliquen por otros fenómenos. Totani mismo reconoció la necesidad de validar sus resultados con observaciones en otras regiones, como galaxias enanas cercanas, donde la concentración de materia oscura también es alta. El análisis enfrenta desafíos, ya que las emisiones del centro galáctico pueden provenir de restos de supernovas, púlsares o radiación de fondo difícil de separar. Confirmar la señal en galaxias enanas ayudaría a descartar estas explicaciones alternativas.
Expertos como el astrofísico Justin Read señalaron que la falta de señales similares en galaxias enanas pone en duda que la observación corresponda a aniquilación de partículas de materia oscura. Por su parte, Kinwah Wu destacó: “Necesitamos pruebas extraordinarias para una afirmación extraordinaria. Este análisis aún no ha alcanzado este nivel, pero anima a seguir investigando”.
Totani mantiene una postura abierta y cautelosa: “Esto podría ser un avance crucial para desentrañar la naturaleza de la materia oscura”, pero reconoce que aún quedan posibles fuentes astrofísicas que deben evaluarse con mayor precisión. Si esta señal se confirma como la huella energética de la aniquilación de partículas WIMP, la física de partículas deberá incorporar un nuevo componente fuera del modelo estándar, y la cosmología obtendría una herramienta clave para entender la distribución de materia y la evolución del cosmos.
El descubrimiento abre una nueva etapa en la observación del universo, donde la búsqueda no se limita a la luz visible, sino que avanza hacia lo invisible con una precisión nunca antes alcanzada. Por ahora, la materia oscura sigue siendo un enigma, pero la primera señal directa podría estar a la vista.
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