Figura 1:Emisión de rayos gamma observada del disco galáctico, con la región de la protuberancia indicada. Los recuadros muestran los perfiles esperados de exceso de radiación proveniente de la materia oscura y las estrellas, respectivamente. Los investigadores pudieron demostrar que el perfil de estrellas coincide con las mediciones mucho mejor que el perfil de materia oscura. Crédito:Christoph Weniger, Universidad de Amsterdam / FermiLAT
Durante casi 10 años, Los astrónomos han estado estudiando una misteriosa radiación difusa proveniente del centro de nuestra galaxia. Originalmente, Se pensó que esta radiación podría originarse a partir de las escurridizas partículas de materia oscura que muchos investigadores esperan encontrar. Sin embargo, Los físicos de la Universidad de Amsterdam y el Laboratoire d "Annecy-le-Vieux de Physique Théorique han encontrado ahora más evidencia de que las estrellas de neutrones que giran rápidamente son una fuente mucho más probable de esta radiación. Sus hallazgos se publican hoy en Astronomía de la naturaleza .
Las observaciones de la radiación de rayos gamma de la región del centro galáctico con el Telescopio de Área Grande Fermi han revelado una misteriosa emisión difusa y extendida. Descubierto hace casi 10 años, esta emisión generó mucho entusiasmo en la comunidad de física de partículas, ya que tenía todas las características de una señal largamente buscada de la autoaniquilación de partículas de materia oscura en el interior de la galaxia. Encontrar tal señal confirmaría que la materia oscura, que hasta ahora solo se ha observado a través de sus efectos gravitacionales sobre otros objetos, está hecho de nuevas partículas fundamentales. Es más, ayudaría a determinar la masa y otras propiedades de estas escurridizas partículas de materia oscura. Sin embargo, un estudio reciente muestra que posiblemente la mejor interpretación astrofísica del exceso de emisión es una nueva población en el bulbo galáctico de miles de estrellas de neutrones que giran rápidamente llamadas púlsares de milisegundos, que han escapado a la observación en otras frecuencias hasta ahora.
Donde hay estrellas hay radiación
"Comprender en detalle la morfología [la ubicación y la forma] y el espectro [las frecuencias combinadas] del exceso de emisión es de vital importancia para discriminar entre la materia oscura y las interpretaciones astrofísicas del exceso de radiación del centro galáctico, "dice Christoph Weniger, uno de los investigadores que realizó el estudio. Un nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad de Amsterdam y el Laboratoire d "Annecy-le-Vieux de Physique Théorique, una unidad de investigación del French Centre National de la Recherche Scientifique, encontraron pruebas contundentes de que la emisión en realidad parece provenir de regiones donde también hay una gran cantidad de masa estelar en la protuberancia galáctica (la "protuberancia cuadrada") y el centro (la "protuberancia nuclear"). Es más, los investigadores encontraron que la relación luz-masa en el bulbo y centro galáctico son mutuamente consistentes, de modo que la emisión de rayos gamma GeV es un trazador sorprendentemente preciso de la masa estelar en el interior de la galaxia (figura 2). Este estudio se basó en una nueva herramienta de análisis, Factorización de cielo con plantillas restringidas adaptables (SkyFACT), desarrollado por los propios investigadores, que combina el modelado físico con el análisis de imágenes.
Figura 2:Comparación de la masa estelar (eje horizontal) y la luminosidad de los rayos gamma (eje vertical) para la "protuberancia cuadrada" (en azul) y para la "protuberancia nuclear" (en verde). La predicción para una población de milisegundos púlsares en el disco galáctico (en rojo) y la protuberancia de la cercana galaxia de Andrómeda (M31, en rosa) también se muestran. La masa estelar y la luminosidad son proporcionales entre sí en la galaxia interior (línea discontinua), lo que muestra que es muy probable que el misterioso exceso de radiación tenga un origen estelar y no provenga de la materia oscura. Crédito:Christoph Weniger, Universidad de Amsterdam
Los hallazgos apoyan la interpretación del púlsar de milisegundos del exceso de emisión, ya que no se espera que una señal de materia oscura ni otras interpretaciones astrofísicas muestren tal correlación. "Los resultados ayudarán a orientar las próximas búsquedas de radio para esta población oculta de púlsares de milisegundos en el bulbo galáctico con MeerKAT y el futuro Square Kilometer Array, "dijo Francesca Calore, otro de los autores del artículo. "Esto hace que estas próximas búsquedas sean aún más prometedoras".
