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    Emisión de rayos X de la materia oscura.

    Imagen compuesta de un cúmulo de galaxias formado a partir de la colisión de dos grandes cúmulos de galaxias. El gas emisor de rayos X caliente se muestra en rosa y la materia oscura (deducida de su influencia gravitacional) se muestra en azul. Los astrónomos han utilizado datos de rayos X de archivo de Chandra para limitar la posibilidad de que la misteriosa materia oscura del universo esté hecha de neutrinos estériles. Crédito:Rayos X:NASA / CXC / CfA / M.Markevitch et al .; Óptico:NASA / STScI; Magellan / U.Arizona / D. Clowe et al .; Mapa de lentes:NASA / STScI; ESO WFI; Magellan / U.Arizona / D. Clowe et al.

    Aproximadamente el ochenta y cinco por ciento de la materia en el cosmos no emite luz ni ningún otro tipo de radiación conocida hasta donde se conoce, y por eso se llama materia oscura. Una de sus otras cualidades notables es que solo interactúa con otra materia a través de la gravedad; no lleva carga electromagnética, por ejemplo. La materia oscura también se llama "oscura" porque es misteriosa. No está compuesto por átomos o sus constituyentes habituales (como electrones y protones) ni por ningún otro tipo de partícula elemental conocida.

    Debido a que la materia oscura es, con mucho, el componente dominante de la materia en el universo, su distribución y gravedad han influido profundamente en la evolución de las estructuras galácticas, así como en la distribución de la radiación cósmica de fondo de microondas. En efecto, el notable acuerdo entre los valores de los parámetros cósmicos clave (como la tasa de expansión del universo) derivados independientemente de dos estructuras cósmicas completamente diferentes, galaxias y el fondo de microondas, dar crédito a los modelos del Big Bang que requieren un papel importante para la materia oscura.

    Los físicos han intentado imaginar nuevos tipos de partículas consistentes con las leyes conocidas del universo para explicar la materia oscura. pero hasta ahora ninguno ha sido confirmado. Una posibilidad tentadora para una nueva partícula es el llamado "neutrino estéril". Actualmente existen tres tipos conocidos de neutrinos. Todos ellos interactúan con la materia a través de la gravedad y a través de la fuerza débil (la más débil de las cuatro fuerzas de la naturaleza). Originalmente se pensaba que todos no tenían masa, como el fotón, pero hace unos veinte años, los físicos descubrieron que tienen masas ligeras, alrededor de un millón de veces menos que la masa de un electrón, pero aún lo suficiente como para plantear un problema fatal para el llamado Modelo Estándar de partículas de la física. Una posible solución sería la existencia de un neutrino más masivo, quizás mil veces más grande, apodado el "neutrino estéril" porque no interactuaría a través de la fuerza débil. Nunca se ha detectado.

    Los astrónomos se dieron cuenta de que si la materia oscura estuviera compuesta de neutrinos estériles, luego, cuando estas partículas se descomponían ocasionalmente, podían emitir un fotón de rayos X detectable. Hace unos siete años, Los astrónomos de rayos X informaron haber encontrado un extraño, característica de emisión espectral de rayos X tenue procedente de cúmulos de galaxias donde prevalecía la materia oscura. Sugirieron que esta característica podría ser la firma del neutrino estéril. En los años siguientes ha habido muchos intentos de confirmar la detección o de atribuirla a efectos instrumentales o no astronómicos, con solo éxitos mixtos. Los astrónomos de CfA Esra Bulbul y Francesca Civano y sus colegas han completado un extenso estudio de archivo de los datos del Observatorio de Rayos X Chandra. buscando esta característica elusiva. No lo encontraron, pero su nuevo análisis, coherente con otros límites publicados recientemente, restringe más fuertemente el posible carácter de desintegración del neutrino estéril putativo hasta en un factor de dos bajo algunos supuestos, pero no puedo descartarlo por completo.


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