Una misteriosa señal de radio no procedía de la materia oscura

Actualizado 02/09/2016 18:28:45 CET
Interacción de núcleos de átomos de azufre y átomos de hidrógeno
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   MADRID, 2 Sep. (EUROPA PRESS) -

   Una reciente misteriosa señal de rayos X desde cúmulos de galaxias causó cierta emoción entre los astrónomos, por si fuera una señal de la elusiva materia oscura, que forma el 80 por ciento del Universo.

   Con el fin de ayudar a responder a esta pregunta, físicos en el Instituto Max Planck de Física Nuclear en Heidelberg han comprobado una explicación alternativa. De acuerdo con ells, la búsqueda de esta forma de materia debe continuar, ya que la señal de rayos X misteriosa parece originarse a partir de iones de azufre altamente cargados que capturan electrones de átomos de hidrógeno.

   Hace alrededor de dos años, los datos de radio del satélite XMM-Newton de rayos X encendieron grandes esperanzas entre los astrofísicos. Se había recogido la radiación débil desde varios grupos de galaxias a una energía de alrededor de 3,5 kiloelectronvoltioss (keV), que los investigadores no fueron capaces inmediatamente de explicar con la ayuda de los espectros de rayos X conocidos.

   La especulación llevó a pensar que pudieran ser la señal de descomposición de partículas de materia oscura, que habrían supuesto los primeros rastros concretos de esta forma largamente buscada de la materia. Esa posibilidad se vió atenuada porque las regiones en las que se que observó aquella radicación no coincidían con el análisis astrofísico ni la distribución espacial predichos para la materia oscura.

   Además, todavía hay un gran número de procesos físicos cuyas huellas dactilares no son conocidas en los espectros de rayos X, por lo que aún no se pueden excluir como posible causa de la misteriosa señal.

   Los físicos que trabajan con José Crespo, líder de un grupo de investigación en el Instituto Max Planck de Física Nuclear, han cerrado ahora un vacío en los datos de rayos X con sus experimentos. han calculado que la misteriosa señal podría ser causado por núcleos de azufre desnudos (S16+), es decir, los átomos de azufre que han perdido todos sus electrones, cada uno de los cuales recoge un electrón de un átomo de hidrógeno.

   Los iones altamente cargados se pueden encontrar a menudo en el medio caliente entre las galaxias de un cúmulo, y suficiente azufre ionizado por completo está presente también. "Explicado en términos ilustrativos, el intercambio de carga funciona así", dice José Crespo en la explicación del proceso: "La alta carga de esta clase de iones de S16+ absorbe el electrón del átomo de hidrógeno. A continuación, libera energía en forma de rayos X".

   Los físicos utilizaron una trampa de iones de haz de electrones para las mediciones. En primer lugar, inyectaron un haz extremadamente delgado de un compuesto de azufre volátil en el vacío del aparato. Los electrones con lo que bombardearon las moléculas las fragmentaron y eliminaron los electrones de los átomos, en número porporcional a la energía del haz de electrones. Se puede, pues, producir específicamente los iones altamente cargados de azufre deseados.

   Los investigadores luego apagó el haz de electrones durante unos segundos con el fin de observar cómo los iones de azufre desnudos absorben moléculas que aún no han sido destruidas. Los electrones inicialmente tienen una gran cantidad de energía cuando son capturados por los iones de S16+, pero liberan esa energía en forma de rayos X. La más energética de estas emisiones fue de alrededor de 3,47 kiloelectronvoltios, es decir, muy cerca de la misteriosa línea que XMM-Newton había registrado.

   "Si se toman en cuenta las inexactitudes de las mediciones astrofísicas y las incertidumbres experimentales, se hace evidente que el intercambio de carga entre átomos desnudos de azufre e hidrógeno excepcionalmente puede explicar el misterio en torno a la señal de 3,5 keV," explica José Crespo, en el resumen de la resultado. La búsqueda de materia oscura debe continuar.