rayos X y materia oscura

Un rastro que desaparece

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Un rastro de la materia oscura que desaparece
7/11/2016 de Max Planck Institute for Nuclear Physics

 

Charge exchange instead of dark matter: An X-ray signal from clusters of galaxies, which researchers have so far not been able to explain, could be produced when highly charged sulfur captures an electron. A sulfur nucleus (S16+) approaches a hydrogen atom (A) and attracts the electron (B), which ends up in a high energy level of S15+ (C) before falling back into the ground state (D), emitting X-rays as it does so.

Intercambio de carga eléctrica en vez de materia oscura. Un núcleo de azufre (S16+) se aproxima a un átomo de hidrógeno (A) y atrae al electrón (B), que acaba en un nivel de alta energía del S16+ (C) antes de caer al estado fundamental (D), emitiendo rayos X al hacerlo. Crédito: MPIK.

Una misteriosa señal en rayos X procedente de cúmulos de galaxias suscitó recientemente el interés de los astrónomos: ¿tenía su origen, quizás, en la materia oscura, que constituye alrededor de un 80 por ciento de la materia del Universo pero  que los científicos no han sido todavía capaces de detectar? Para responder a esta cuestión, físicos del Instituto Max Planck de física nuclear de Heidelberg (Alemania) han comprobado una explicación alternativa. Según ellos, la búsqueda de la materia oscura debe de continuar, pues esta misteriosa señal de rayos X parece tener su origen en iones de azufre con carga eléctrica que capturan electrones de átomos de hidrógeno.

Hace unos dos años, el satélite de rayos X XMM-Newton de la ESA observó una débil radiación en varios cúmulos de galaxias a una energía de 3.5 kiloelectronvolts (keV), que los investigadores no fueron capaces de explicar inmediatamente en base a los espectros de rayos X ya conocidos. Pronto se especuló que podría tratarse de señales de partículas de materia oscura desintegrándose, convirtiéndose en el descubrimiento del primer rastro concreto de esta forma de materia.

Las esperanzas, sin embargo, pronto disminuyeron: las regiones en las que se observaba la radiación no coincidían con la distribución espacial predicha para la materia oscura. Además, existe un gran número de procesos físicos de los cuales los astrónomos no conocen su espectro de rayos X, por lo que no pueden ser excluidos como causa posible de la misteriosa señal.

Ahora un equipo de físicos, dirigido por José Crespo (Instituto Max Planck de física nuclear), ha realizado una serie de experimentos que avalan el trabajo teórico de los investigadores Liyi Gu y Jelle Kaastra (SRON). Según este trabajo, la línea misteriosa podría ser provocada por núcleos de azufre desnudos (S16+), es decir, que han perdido todos sus electrones, cada uno de los cuales toma un electrón de un átomo de hidrógeno. “La alta carga eléctrica del ion S16+ en cierto modo succiona el electrón del átomo de hidrógeno. Entonces emite energía en forma de rayos X”, explica Crespo.

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Actualizada (Lunes 7 de Noviembre)  http://observatori.uv.es/index.php?option=com_content&view=article&id=7922%3Aun-rastro-de-la-materia-oscura-que-desaparece&catid=52%3Anoticosmos&Itemid=74&lang=es

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