Aunque la materia oscura constituye aproximadamente el 85 % del cosmos, los científicos saben muy poco sobre su naturaleza fundamental.

Las teorías abundan, y la investigación realizada por el becario postdoctoral de la Universidad de Clemson, Alex McDaniel, proporciona algunas de las limitaciones más estrictas sobre la naturaleza de la materia oscura hasta el momento. Su investigación también revela un pequeño indicio de una señal que, de ser real, podría confirmarse en algún momento de la próxima década.

El trabajo está publicado en la revista Physical Review D .

"Con la recopilación de datos y nuevos descubrimientos en el futuro, esta pequeña pista podría convertirse en una detección muy concreta de un modelo de materia oscura", afirmó McDaniel.

Detectar la materia oscura sería innovador.

"La materia oscura es una de las cosas más importantes en astrofísica, y no sabemos casi nada al respecto. Descubrirla será un gran avance", dijo Marco Ajello, profesor asociado en el Departamento de Física y Astronomía de Clemson y asesor de McDaniel. "Quien lo descubra puede ganar un Premio Nobel. Es así de grande."

En este trabajo, McDaniel y sus colaboradores buscaban en galaxias enanas materia oscura que se autoaniquila en materia ordinaria y rayos gamma, una forma de luz en los niveles de energía más altos. Las galaxias enanas son ideales para el estudio porque son pequeñas, ricas en materia oscura y en su mayoría carecen de otros fenómenos astrofísicos como gas, polvo y supernovas que podrían contaminar los hallazgos.

"Los buscamos porque, idealmente, nos dan una señal clara o nos permiten descartar ciertas teorías de partículas", dijo McDaniel.

Algunos modelos predicen que la materia oscura tiene una determinada masa o sección transversal, que es la probabilidad de que ocurra un evento específico debido a la interacción de partículas. Eso determinaría lo que los investigadores esperarían ver en los rayos gamma. Si no ven eso, pueden descartar esas masas y secciones transversales, dijo.

"En este artículo, descartamos más, diciendo que la materia oscura no puede tener esas masas o sección transversal", dijo Chris Karwin, ex postdoctorado en Clemson y coautor del estudio. Karwin es ahora becario postdoctoral en el Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA. "Pero en comparación con estudios anteriores, empezamos a ver un indicio de algo que podría ser una señal de estos sistemas".

El estudio de McDaniel utiliza muestras más grandes que incluyen galaxias enanas descubiertas adicionales y mayores cantidades de datos que estudios anteriores. Incluyó alrededor de 50 galaxias enanas en su estudio, pero dijo que con la entrada en funcionamiento de nuevos telescopios más potentes en el futuro cercano, espera que ese número aumente a 150-200.

"Los nuevos telescopios son básicamente detectores de galaxias enanas", afirmó. "Estamos proyectando que con esas mejoras es posible que en lugar de tener sólo un pequeño indicio de señal, podamos tener algo que sea una detección genuina".

Ajello añadió:"Si [la señal] es real, eventualmente será confirmada".