Una supernova cercana puede poner fin a la búsqueda de materia oscura

Concepción artística de una estrella de neutrones altamente magnetizada. Según la teoría actual, los axiones se crearían en el interior caliente de la estrella de neutrones. - CASEY REED/PENN STATE

   MADRID, 22 Nov. (EUROPA PRESS) -

   La búsqueda de la materia oscura del universo podría terminar mañana, si se produjera una supernova cercana y un poco de suerte, según sostienen astrofísicos de Berkeley.

   La naturaleza de la materia oscura ha eludido a los astrónomos durante 90 años, desde que se descubrió que el 85% de la materia del universo no es visible a través de nuestros telescopios. El candidato más probable a materia oscura hoy en día es el axión, una partícula ligera que los investigadores de todo el mundo están tratando desesperadamente de encontrar.

   Una nueva investigación publicada en Physical Review Letters determina que el axión podría descubrirse en cuestión de segundos tras la detección de rayos gamma de una explosión de supernova cercana. Los axiones, si existen, se producirían en cantidades copiosas durante los primeros 10 segundos después del colapso del núcleo de una estrella masiva en una estrella de neutrones, y esos axiones escaparían y se transformarían en rayos gamma de alta energía en el intenso campo magnético de la estrella.

PROBABILIDAD DEL 10 POR CIENTO

   Tal detección es posible hoy en día sólo si el único telescopio de rayos gamma en órbita, el Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi, apunta en la dirección de la supernova en el momento de su explosión. Dado el campo de visión del telescopio, eso representa aproximadamente una probabilidad entre diez.

   Sin embargo, una sola detección de rayos gamma determinaría la masa del axión, en particular el llamado axión QCD, en un amplio rango de masas teóricas, incluyendo rangos de masas que ahora se están explorando en experimentos en la Tierra. Sin embargo, la falta de una detección eliminaría un amplio rango de masas potenciales para el axión y haría que la mayoría de las búsquedas actuales de materia oscura fueran irrelevantes.

   El problema es que, para que los rayos gamma sean lo suficientemente brillantes para detectar, la supernova tiene que estar cerca (dentro de nuestra galaxia, la Vía Láctea o una de sus galaxias satélite) y las estrellas cercanas explotan solo en promedio cada pocas décadas. La última supernova cercana fue en 1987 en la Gran Nube de Magallanes, uno de los satélites de la Vía Láctea. En ese momento, un telescopio de rayos gamma ahora inactivo, el Solar Maximum Mission, apuntaba en la dirección de la supernova, pero no era lo suficientemente sensible como para poder detectar la intensidad prevista de los rayos gamma, según el análisis del equipo de la UC Berkeley.

   "Si viéramos una supernova, como la supernova 1987A, con un telescopio de rayos gamma moderno, seríamos capaces de detectar o descartar este axión QCD, este axión tan interesante, en gran parte de su espacio de parámetros, esencialmente todo el espacio de parámetros que no se puede analizar en el laboratorio, y gran parte del espacio de parámetros que se puede analizar en el laboratorio también", dijo en un comunicado Benjamin Safdi, profesor asociado de física de la UC Berkeley y autor principal del estudio. "Y todo sucedería en 10 segundos".

   Sin embargo, los investigadores temen que cuando la supernova, que se ha esperado mucho tiempo, estalle en el universo cercano, no estemos preparados para ver los rayos gamma producidos por los axiones. Los científicos están hablando ahora con colegas que construyen telescopios de rayos gamma para evaluar la viabilidad de lanzar uno o una flota de estos telescopios para cubrir el 100% del cielo las 24 horas del día, los 7 días de la semana y estar seguros de captar cualquier explosión de rayos gamma. Incluso han propuesto un nombre para su constelación de satélites de rayos gamma de cielo completo: el Instrumento GALactic AXion para Supernovas, o GALAXIS.

   "Creo que todos los que estamos en este artículo estamos estresados por la posibilidad de que haya una próxima supernova antes de que tengamos la instrumentación adecuada", dijo Safdi. "Sería una verdadera lástima que una supernova estallara mañana y perdiéramos la oportunidad de detectar el axión; podría no volver hasta dentro de 50 años".