31 jul. 2014

El misterio del cúmulo de Perseo persiste "Lo que encontramos no puede explicarse con la física conocida"

Los astrónomos que utilizan el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA han encontrado un nuevo misterio en el Universo. Esra Bulbul del Centro Harvard para la Astrofísica dijo que no podía creer lo que sus ojos veían.
"Lo que encontramos, a primera vista” dijo, “no se podría explicar por la física conocida". Junto con un equipo de más de media docena de colegas, Bulbul ha estado utilizando Chandra para explorar el cúmulo de Perseo, un conglomerado de galaxias distante a unos 250 millones de años luz de la Tierra. Este cúmulo es gigantesco, es como si de una nube de gas, cada molécula fuera una galaxia entera. Esta analogía sirve para entender un poco lo que es el cúmulo de Perseo. Representa uno de los objetos más masivos conocidos en el Universo. El grupo en sí se encuentra inmerso en una enorme "atmósfera" de plasma supercaliente y es allí donde reside parte del misterio.

Hallan misteriosa línea espectral de rayos X en el cúmulo de Perseo y en
otros sectores del Universo. Crédito de la imagen: http://chandra.harvard.edu/

Bulbul explica que esa denominada atmósfera del grupo está llena de átomos una vez ionizados como el hierro, el silicio y el azufre. Y amplía comentando que cada uno produce una línea característica en el espectro de rayos X, de manera que pueden trazar un mapa utilizando el Chandra. Estas líneas espectrales están, por supuesto, en energías representativas de los rayos x. 

Hallan una línea espectral donde no debería haber ninguna

Sin embargo, en 2012, cuando Bulbul sumó 17 días de datos del Chandra, una nueva línea apareció donde no debería haber ninguna. "Una línea apareció en los 3,56 keV (kilo-electrón-voltio) que no corresponden a ninguna transición atómica conocida ", dice ella. "Fue una gran sorpresa".
Al principio, Bulbul misma no lo creía. Dice que le tomó mucho tiempo para convencerse de que esta línea no era un desperfecto en el artefacto detector, ni otra línea conocida desplazada. "He hecho comprobaciones muy cuidadosas y he vuelto a analizar los datos” dijo Bulbul, y agregó que dividió el conjunto de datos en diferentes subgrupos, y comprobó a su vez que los datos de otros cuatro detectores a bordo de dos observatorios diferentes coincidan con el resultado. Pero ninguno de estos esfuerzos hizo que la línea desapareciera.

La misteriosa línea espectral es real, y aparece en otros sectores del Universo

En resumen, parece ser real. Y dicha realidad de la línea se confirmó cuando el equipo de Bulbul encontró la misma firma espectral de las emisiones de rayos X en otros 73 cúmulos de galaxias. Esos datos fueron recogidos por el XMM-Newton de Europa , un telescopio de rayos X completamente independiente.
Por otra parte, alrededor de una semana después de que el equipo Bulbul publicó su artículo en línea, un grupo diferente dirigido por Alexey Boyarsky de la Universidad de Leiden en los Países Bajos, reportó evidencia de la misma línea espectral en las observaciones del XMM-Newton desde la galaxia de Andrómeda. Y también se ha confirmado la línea en las afueras del cúmulo de Perseo.
La línea espectral parece no provenir de cualquier tipo conocido de la materia, de forma que se traslada la sospecha a lo desconocido: la materia oscura.

Bulbul continuó: "Después de que presentamos el documento, los teóricos se acercaron con cerca de 60 diferentes tipos de materia oscura que podrían explicar esta línea. Algunos físicos de partículas han denominado simpáticamente a esta partícula como 'bulbulon'", terminó diciendo esto último con risa.

Candidatos de materia oscura para explicar la línea misteriosa

Algunos de los candidatos a producir esta línea espectral serían partículas exóticas teóricas de materia oscura denominadas axiones, los neutrinos estériles, y la "materia oscura modulada" que puede resultar de la excitación de las dimensiones adicionales en la teoría de cuerdas.
Resolver el misterio podría requerir la construcción de un nuevo observatorio conjunto. En 2015, la agencia espacial japonesa planea lanzar un telescopio de rayos X avanzado llamado "Astro-H". Cuenta con un nuevo tipo de detector de rayos X, desarrollado en colaboración por la NASA y la Universidad de Wisconsin, que será capaz de medir la línea misteriosa con más precisión que en la actualidad.

Pf: Mariano Miguel Lanzi
Fuentes: 

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