¿Detección de señales de materia oscura en forma de axiones?

Los axiones son hipotéticas partículas elementales, que, de confirmarse su existencia, aclararían varios enigmas cruciales de la física de partículas, entre ellos la identidad de la materia oscura, una clase exótica de materia que pasa del todo desapercibida excepto por su influencia gravitacional.

Los científicos llegaron a la conclusión años atrás de que hay materia extra y oculta, distribuida de un modo que tampoco se corresponde con el simple emplazamiento de agujeros negros convencionales, que es la responsable de que las galaxias no se fragmenten en tiras cuando giran sobre sí mismas. La gravedad es el pegamento que mantiene a las estrellas y a otros astros juntos dentro de sus galaxias, pero no hay suficiente materia visible en el universo para generar la cantidad de gravedad necesaria que impida a las galaxias disgregarse en jirones.

Además de extraña e "invisible", la materia oscura es abundante. Se calcula que la gran mayoría de la materia en el universo (más de las tres cuartas partes) se compone de ese material "oscuro" que no parece emitir radiación electromagnética.

Se desconoce la identidad de la materia oscura, aunque se sospecha de varios candidatos potenciales. Uno de ellos sería el axión. En la comunidad científica se planteó por vez primera la existencia del axión a finales de la década de 1970. Se supone que esta partícula reacciona gravitacionalmente con la materia, aunque no parece tener otras interacciones. Se ha debatido asimismo que quizá los axiones pueden acumularse alrededor de un agujero negro y extraer energía de la acción de éste sobre su entorno.

Si los axiones son la materia oscura, entonces quizá se hayan detectado sus huellas recientemente en la forma de ciertos patrones intrigantes en emisiones de rayos X procedentes de fuera de la Tierra y analizadas por un equipo que encabezan investigadores de la Universidad de Leicester en el Reino Unido.

El esbozo (que no está a una misma escala) muestra axiones (en azul) surgiendo del Sol, y convirtiéndose, al llegar al campo magnético de la Tierra (rojo), en rayos X (naranja), que son entonces detectados por el observatorio XMM-Newton. (Imagen: © Universidad de Leicester)

Andy Read y sus colegas han obtenido lo que podría ser la primera indicación de detección directa de materia oscura. Los citados patrones detectados encajan con lo que se podría esperar de los axiones si estos fuesen la materia oscura.

La señal detectada no parece tener una explicación convencional, y fue encontrada entre las mediciones hechas por el XMM-Newton, un satélite astronómico de rayos X de la Agencia Espacial Europea (ESA), el cual celebrará su 15º aniversario en órbita este mes de diciembre. Investigaciones previas sobre los axiones, entre ellas la efectuada en el CERN (el Laboratorio Europeo para la Física de Partículas) y las realizadas desde la órbita de la Tierra, de momento han resultado infructuosas.

Si la pista encontrada en el nuevo estudio es correcta, seguir avanzando por esta línea de investigación permitirá averiguar bastantes más cosas sobre la materia oscura.

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