Un telescopio de la NASA descubrió el primer rastro de materia oscura, ¿de qué se trata?

Durante casi un siglo, la materia oscura fue una presencia insinuada pero nunca vista. Se habló de su influencia, se midieron efectos atribuibles a ella y se levantaron teorías para explicar por qué el universo visible no alcanzaba para justificar su comportamiento. Aun así, ninguna observación directa logró revelar su existencia.

Ese panorama comenzó a cambiar con el reciente trabajo del profesor Tomonori Totani, de la Universidad de Tokio. Al analizar los datos del Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi, de la NASA, aseguró haber detectado un patrón energético que coincide con las señales esperadas de la aniquilación de partículas teóricas de materia oscura. Si su interpretación se confirma, un concepto que acompañó a generaciones de astrónomos podría transformarse por primera vez en un registro observacional concreto.

La idea de esta misteriosa sustancia invisible nació en la década de 1930, cuando el astrónomo suizo Fritz Zwicky notó que algunas galaxias se movían demasiado rápido para la masa visible que contenían. La única explicación posible era aceptar la existencia de un componente desconocido capaz de ejercer una fuerza gravitacional adicional.

Desde entonces, la cosmología convivió con un universo en el que solo el 5% corresponde a materia ordinaria. El resto se divide entre energía oscura (68%) y materia oscura (27%), ninguna detectable a través de la luz. Todo lo que se sabía hasta ahora sobre la materia oscura provenía de sus efectos indirectos: su capacidad para mantener unidas a las galaxias, influir en la formación de estructuras cósmicas o alterar el movimiento de las estrellas. Pero jamás se había observado una partícula asociada con ella, en parte porque no interactúa con la fuerza electromagnética, lo que la vuelve invisible a todos los instrumentos tradicionales.

Una señal energética donde antes había solo silencio

Una de las hipótesis más exploradas durante décadas propuso que la materia oscura está compuesta por partículas masivas que interactúan débilmente, conocidas como WIMP. Según los modelos, cuando dos WIMP colisionan se destruyen mutuamente y liberan otras partículas, incluidos fotones de rayos gamma con energías específicas. Eso ofreció un camino: buscar en zonas donde la materia oscura se acumula y examinar si aparece ese patrón.

Los centros galácticos surgieron como candidatos ideales, pero los intentos realizados desde telescopios terrestres, detectores subterráneos y colisionadores no habían arrojado señales claras. El telescopio Fermi, diseñado para captar los fotones más energéticos del espectro, abrió una nueva ventana.

Totani analizó sus datos más recientes y afirmó haber identificado rayos gamma con una energía cercana a los 20 gigaelectronvoltios. La señal, distribuida en forma de halo alrededor del centro de la Vía Láctea, coincidía con la figura que los modelos predecían para una concentración de materia oscura. Además, el espectro energético se alinearía con la aniquilación de partículas WIMP con una masa unas 500 veces mayor que la de un protón. Esa consistencia reforzó la idea de que no se trataría de un fenómeno astrofísico convencional.

La investigación, publicada en Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, generó un impacto inmediato. Totani declaró: “Si esto es correcto, sería la primera vez que la humanidad ha ‘visto’ materia oscura”. Y subrayó que ello implicaría la existencia de una nueva partícula ausente en el modelo estándar de la física actual.

Un resultado prometedor, pero que exige cautela

El entusiasmo, sin embargo, llegó acompañado de prudencia. La astronomía está repleta de señales que parecieron revolucionarias y que luego fueron descartadas. El propio Totani remarcó que sus resultados requieren verificación por parte de equipos independientes y que será clave detectar la misma energía de rayos gamma en otros entornos con alta concentración prevista de materia oscura, como las galaxias enanas que orbitan la Vía Láctea.

Esa confirmación no es sencilla. El centro galáctico es una región compleja, con emisiones generadas por supernovas, púlsares y radiación de fondo difícil de aislar. Por eso, una señal equivalente en galaxias enanas ayudaría a descartar explicaciones alternativas.

Otros especialistas compartieron esa prudencia. Justin Read, de la Universidad de Surrey, señaló que la actual falta de señales claras en galaxias enanas contradice la conclusión de que la detección de Totani provenga de la aniquilación de WIMP. No negó la relevancia del estudio, pero recordó que se necesitan pruebas inequívocas.

Desde el University College London, Kinwah Wu coincidió: “Necesitamos pruebas extraordinarias para una afirmación extraordinaria. Este análisis aún no las alcanza”. Aun así, valoró el aporte del trabajo para impulsar nuevas investigaciones.

Totani también mantuvo una postura abierta: “Esto podría ser un avance crucial para desentrañar la naturaleza de la materia oscura”, afirmó, aunque reconoció que su hallazgo no resuelve el enigma y que todavía podrían existir fuentes astrofísicas alternativas capaces de producir la señal.

La nueva evidencia no despeja todas las incógnitas, pero introduce algo que hasta ahora faltaba: una posible pista directa. Si análisis futuros confirman que la señal detectada corresponde a la aniquilación de partículas WIMP, la física de partículas enfrentará el desafío de incorporar un componente completamente nuevo al modelo estándar. El enigma de la materia oscura, por primera vez, podría comenzar a tomar forma.