El fenómeno llamado Exceso de GeV del Centro Galáctico (GCE) ha sido motivo de muchas preguntas por parte de científicos desde su descubrimiento por los físicos Lisa Goodenough y Dan Hooper en 2009. Hasta el día de hoy no se ha podido detectar directamente lo que causa este exceso de radiación gamma, una de las luces más energéticas del Universo.

Un científico ha propuesto ahora que este resplandor gamma en el corazón de la Vía Láctea podría tener un motivo contrario a la intuición: la materia oscura, una misteriosa sustancia que se conoce principalmente por no emitir luz. 

Esta explicación se describe en un reciente estudio del científico Mattia di Mauro, un investigador del Instituto Nacional de Física Nuclear (INFN) de Turín,publicado en Physical Review D.

Di Mauro no es el primero en sugerir que la materia oscura podría explicar los inexplicables rayos gamma (GCE). Pero al analizar los nuevos datos recogidos por varios observatorios, di Mauro refuerza los argumentos a favor de un origen de materia oscura del GCE.

El telescopio espacial Fermi de la NASA

En 2009, los científicos que examinaban las observaciones realizadas por el telescopio espacial Fermi de la NASA se dieron cuenta de que el centro galáctico era mucho más brillante en cuanto a la radiación de rayos gamma de alta energía de lo que cualquier modelo había predicho. Desde entonces, los investigadores han debatido qué podría explicar este extraño brillo y han llegado a múltiples hipótesis. 

Pero con frecuencia se ha barajado una explicación en particular: la materia oscura, que solo se conoce por su influencia gravitatoria sobre la materia normal, podría ser el candidato inesperado para el GCE. 

Aniquilaciones de la materia oscura

Aunque nadie ha visto la luz emitida por este enigmático material, los científicos han pasado muchos años buscando subproductos luminosos de las llamadas "aniquilaciones de la materia oscura", acontecimientos que podrían desenmascarar finalmente la verdadera naturaleza de la materia oscura. 

Estas aniquilaciones podrían producirse si la materia oscura está formada por una entidad hipotética conocida como partícula masiva de interacción débil (WIMP), que es solo uno de los muchos candidatos posibles para explicar esta extraña sustancia. 

Cuando una WIMP y su homóloga de antimateria colisionan, se aniquilan mutuamente en una interacción que arroja rayos gamma, neutrinos y rayos cósmicos (o eso sugieren los modelos). Estas aniquilaciones podrían ser la fuente de la GCE, aunque esta explicación está lejos de confirmarse.

El estudio de Di Mauro

Para limitar la interpretación de la materia oscura de la GCE, Di Mauro examinó 11 años de datos del Fermi, junto con las observaciones recogidas por la ya desaparecida Carga útil para la exploración de la materia antimateria y la astrofísica de los núcleos ligeros y por el espectrómetro magnético Alfa (PAMELA) y el espectrómetro magnético Alfa (AMS) a bordo de la Estación Espacial Internacional.

Este amplio conjunto de datos permitió a Di Mauro arrojar nueva luz sobre la distribución espacial del GCE y sus niveles de energía relativos. Los resultados revelaron que los niveles de energía de los rayos gamma en todo el exceso son bastante similares, lo que parece más coherente con un origen de materia oscura que otras explicaciones que causarían una distribución de energía más asimétrica. 

Ninguno de los dos estudios es una indicación clara de que la materia oscura esté impulsando este exceso de brillo en el centro galáctico, pero ambos sugieren que esta explicación exótica para el GCE es todavía permisible. Sin embargo, aún queda mucho camino por recorrer para llegar a entender completamente este misterio.

FEW (sciencealert, Physical Review D)