La nueva herramienta utilizada por científicos del CSIC para detectar la materia del universo

Un trabajo liderado y enteramente desarrollado por investigadores del Instituto de Física Teórica (IFT UAM-CSIC) y del departamento de Física Teórica de la Universidad Autónoma de Madrid propone las corrientes estelares como una nueva y prometedora herramienta para detectar la materia oscura.

Estas corrientes son agrupaciones tubulares de estrellas que se mueven conjuntamente, como «ríos de estrellas» que discurren a través de galaxias como la nuestra, según ha informado el Instituto de Física Teórica.

Concretamente, en este estudio se pretende usar las corrientes estelares para detectar interacciones provenientes de uno de los candidatos favoritos para explicar la materia oscura: los WIMPs (en inglés Weakly Interacting Massive Particles). Científicos de todo el mundo llevan casi un siglo tratando de descubrir esta enigmática forma de materia y, de entre todas las teorías y candidatos propuestos para dar cuenta de ella, los WIMPs constituyen uno de los mejor motivados y más estudiados en las últimas décadas.

Los WIMPs son partículas hipotéticas muy pesadas que, además de experimentar la fuerza de la gravedad, pueden experimentar la fuerza débil (una de las cuatro interacciones fundamentales conocidas entre partículas subatómicas, responsable de algunos procesos de radiactividad). Se trata de partículas extremadamente difíciles de detectar, siendo su detección indirecta una de las más prometedoras.

Dicha técnica consiste en captar los productos de sus interacciones, pues los WIMPs pueden decaer o aniquilarse entre ellos cuando se encuentran, dando lugar a otras partículas que sí podemos detectar, como los rayos gamma, la forma de luz más energética que existe.

Actualmente, se buscan señales de materia oscura en forma de rayos gamma en aquellas regiones donde esperamos tener mayores concentraciones de la misma (el centro de nuestra galaxia, cúmulos de galaxias en el universo cercano, pequeñas galaxias satélites de nuestra propia galaxia).

Este innovador estudio, publicado en arXiv propone buscar señales de rayos gamma provenientes de aniquilaciones de WIMPs en el centro de corrientes estelares originadas a partir de galaxias enanas, siendo la primera vez que se utiliza este enfoque para la detección de materia oscura.

Las corrientes estelares se forman cuando una galaxia, como la Vía Láctea, desgarra gravitacionalmente un cúmulo globular o una galaxia enana que se encuentra orbitando en torno a su centro. Como resultado de las intensas fuerzas de marea, el objeto se convierte en una estructura estelar alargada, de apariencia tubular, que va perdiendo masa a medida que sigue orbitando, hasta que puede incluso deshacerse completamente en una escala de varios cientos a miles de millones de años.