La cuestión sobre la naturaleza de la materia oscura intriga a físicos y astrónomos desde hace años. Aunque representa la inmensa mayoría de la masa del Universo, hasta ahora no ha sido posible detectarla de forma directa. No emite luz, no la absorbe ni la refleja; es como un espectro que atraviesa el cosmos. Sin embargo, es posible que la humanidad esté más cerca que nunca de desvelar uno de los mayores misterios del universo.
El foco está puesto en los cúmulos de galaxias, gigantescas estructuras donde la materia oscura domina por completo. Según los investigadores, es aquí donde podrían captarse señales inusuales que dejan tras de sí las partículas de materia oscura al desintegrarse. Si estas partículas existen realmente, sus huellas deberían manifestarse en forma de extraños destellos de rayos X o incluso con la aparición de los llamados neutrinos ‘fantasma’.
La caza de lo invisible
Hasta hace poco, los científicos debían conformarse con los datos obtenidos por detectores semiconductores, dispositivos capaces de registrar la luz pero incapaces de distinguir matices energéticos sutiles. Esto limitaba el alcance de la búsqueda y dejaba demasiado espacio para conjeturas. Sin embargo, el lanzamiento de la misión XRISM (X-ray Imaging and Spectroscopy Mission) ha abierto una nueva era en la exploración del cosmos. Este telescopio de rayos X puede identificar los más mínimos detalles en el espectro de emisión, lo que permite distinguir las señales de átomos conocidos de posibles rastros de la desintegración de la materia oscura.
Un grupo de investigación de la Universidad de Alabama en Huntsville (University of Alabama in Huntsville) decidió utilizar XRISM para analizar los datos recopilados durante tres meses de observación. En los espectros de cúmulos de galaxias detectaron numerosas líneas de rayos X correspondientes a hierro, silicio, azufre y níquel. Sin embargo, especial interés suscitaron aquellas líneas que no coincidían con ningún elemento conocido. Justamente estas podrían ser la clave para resolver el misterio.
Neutrinos estériles: los nuevos sospechosos
La hipótesis sobre la existencia de los neutrinos estériles —partículas que prácticamente no interactúan con la materia común y solo se manifiestan a través de la gravedad— lleva tiempo debatiéndose en la comunidad científica. A diferencia de los neutrinos habituales, estos “fantasmas” no se rigen por la interacción nuclear débil, lo que los hace casi imposibles de detectar. No obstante, la teoría predice que los neutrinos estériles pueden descomponerse emitiendo dos fotones con la misma energía. Si esto es cierto, justamente tales estallidos deberían aparecer en el rango de los rayos X.
El equipo de científicos está convencido de que, si los neutrinos estériles realmente existen, sus huellas pueden encontrarse precisamente en los cúmulos de galaxias, donde la materia oscura se concentra en grandes cantidades. Además, los nuevos datos de XRISM permiten establecer los límites más estrictos sobre los parámetros de estas partículas en el rango de 5 a 30 keV. Esto implica que muchos modelos teóricos deberán ser revisados o incluso descartados.
En busca de alternativas
Aunque durante décadas las partículas masivas débilmente interactuantes (WIMPs) fueron consideradas los principales candidatos para la materia oscura, numerosos experimentos no han aportado pruebas convincentes de su existencia. Esto está llevando a la comunidad científica a buscar explicaciones alternativas y a considerar otras partículas hipotéticas, como los neutrinos estériles. Los investigadores no descartan que en los próximos años estos puedan convertirse en los protagonistas en la carrera por desentrañar la naturaleza de la materia oscura.
Sin embargo, el camino hacia la verdad no será sencillo. Incluso los instrumentos más sensibles aún no pueden confirmar ni refutar de forma concluyente la existencia de los neutrinos estériles. No obstante, con cada nuevo conjunto de datos, se reducen los límites de lo posible y la esperanza de un avance decisivo es cada vez más tangible. Los científicos reconocen: si logran detectar una línea característica en rayos X, esto supondría una auténtica revolución en la física.
El futuro de la investigación
En los próximos 5 a 10 años, la misión XRISM seguirá recopilando datos que permitirán descubrir la ansiada señal o restringir aún más los parámetros de estas partículas hipotéticas. Cada nuevo paso en la investigación nos acerca a comprender de qué está hecho realmente el Universo. Y aunque por ahora la materia oscura sigue siendo invisible, su sombra se perfila cada vez con mayor claridad en el resplandor de los rayos X cósmicos.
Por si no lo sabía, XRISM es una misión conjunta de la NASA y la Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial (JAXA), lanzada para estudiar la radiación de rayos X en el universo. El aparato está equipado con espectrómetros únicos capaces de detectar las diferencias energéticas más sutiles en el rango de los rayos X. Gracias a estas tecnologías, los científicos esperan no solo desvelar la naturaleza de la materia oscura, sino también obtener nuevos datos sobre la estructura y la evolución de las galaxias.
