Un equipo de astrofísicos ha resuelto el misterio de la distribución de los rayos gamma en nuestra galaxia, la Vía Láctea. Mientras que algunos investigadores pensaron que la distribución sugería una forma de "materia oscura" indetectable, el equipo de la Universidad de California, San Diego, propuso una explicación basada en modelos físicos estándar de la galaxia.
En dos artículos científicos separados, el más reciente de los cuales aparece en la edición del 10 de julio de la revista Physical Review Letters, los astrofísicos muestran que esta distribución de rayos gamma puede explicarse por la forma en que los "positrones antimateria" de la desintegración radiactiva de los elementos, creado por explosiones masivas de estrellas en la galaxia, se propaga a través de la galaxia. Eso significa que, según los científicos, la distribución observada de los rayos gamma no es evidencia de materia oscura.
"No hay un gran misterio", dijo Richard Lingenfelter, científico investigador del Centro de Astrofísica y Ciencias Espaciales de la Universidad de California en San Diego, que realizó los estudios con Richard Rothschild, un científico investigador también de la UCSD, y James Higdon, profesor de física en Claremont. Colegios "La distribución observada de los rayos gamma es, de hecho, bastante consistente con la imagen estándar".
En los últimos cinco años, las mediciones de rayos gamma del satélite europeo INTEGRAL han dejado perplejos a los astrónomos, lo que ha llevado a algunos a argumentar que existía un "gran misterio" porque la distribución de estos rayos gamma en diferentes partes de la galaxia de la Vía Láctea no era la esperada.
Para explicar la fuente de este misterio, algunos astrónomos habían planteado la hipótesis de la existencia de varias formas de materia oscura, que los astrónomos sospechan que existe, a partir de los efectos gravitacionales inusuales sobre la materia visible, como las estrellas y las galaxias, pero aún no la han encontrado.
Lo que se sabe con certeza es que nuestra galaxia, y otras, están llenas de pequeñas partículas subatómicas conocidas como positrones, la contraparte de la antimateria de los electrones típicos de todos los días. Cuando un electrón y un positrón se encuentran en el espacio, las dos partículas se aniquilan y su energía se libera como rayos gamma. Es decir, el electrón y el positrón desaparecen y aparecen dos o tres rayos gamma.
"Estos positrones nacen casi a la velocidad de la luz y viajan miles de años luz antes de que disminuyan lo suficiente en densas nubes de gas como para tener la oportunidad de unirse con un electrón para aniquilarse en una danza de la muerte", explica Higdon. “Su ralentización se produce por el arrastre de otras partículas durante su viaje por el espacio. Su viaje también se ve obstaculizado por las muchas fluctuaciones en el campo magnético galáctico que los dispersan de un lado a otro a medida que avanzan. Todo esto debe tenerse en cuenta al calcular la distancia promedio que los positrones viajarían desde sus lugares de nacimiento en explosiones de supernovas ".
"Algunos positrones se dirigen hacia el centro de la Galaxia, algunos hacia los confines de la Vía Láctea, conocidos como el halo galáctico, y otros quedan atrapados en los brazos espirales", dijo Rothschild. "Si bien calcular esto en detalle aún está mucho más allá de las supercomputadoras más rápidas, pudimos usar lo que sabemos sobre cómo viajan los electrones a través del sistema solar y lo que se puede inferir sobre su viaje a otros lugares para estimar cómo sus contrapartes antimateria impregnan la galaxia . "
Los científicos calcularon que la mayoría de los rayos gamma deberían concentrarse en las regiones internas de la galaxia, tal como lo observaron los datos del satélite, informó el equipo en un artículo publicado el mes pasado en el Astrophysical Journal.
"La distribución observada de los rayos gamma es consistente con la imagen estándar donde la fuente de positrones es la descomposición radiactiva de los isótopos de níquel, titanio y aluminio producidos en explosiones de supernovas de estrellas más masivas que el Sol", dijo Rothschild.
En su artículo complementario en la edición de esta semana de Physical Review Letters, los científicos señalan que una suposición básica de una de las explicaciones más exóticas para el supuesto misterio: la descomposición o aniquilación de la materia oscura, es defectuosa, porque supone que los positrones se aniquilan muy cerca de las estrellas en explosión de donde se originaron.
"Demostramos claramente que este no era el caso, y que la distribución de los rayos gamma observados por el satélite de rayos gamma no era una detección o indicación de una" señal de materia oscura "", dijo Lingenfelter.
Fuente: UC San Diego
