Los agujeros negros podrían hacer brillar la materia oscura

La materia oscura que circunda el drenaje de un agujero negro masivo podría irradiar rayos gamma que podrían ser visibles desde la Tierra, según una nueva investigación.

La materia oscura es cinco veces más abundante en el universo que la materia regular, pero no emite, refleja o absorbe la luz, haciéndola no sólo oscura sino completamente transparente. Pero si las partículas de materia oscura alrededor de los agujeros negros pueden producir rayos gamma (luz de alta energía), tales emisiones darían a los científicos una nueva forma de estudiar este misterioso material.

El proceso responsable de crear los rayos gamma es algo contraintuitivo, porque parece desafiar dos supuestos comunes: que nada puede escapar de un agujero negro y que no hay tal cosa como un almuerzo gratis.

La materia oscura y la energía oscura son fenómenos escurridizos e invisibles que los científicos han estado cazando durante mucho tiempo.

¿La materia oscura y la energía oscura alguna vez serán realmente vistas?

Sí, es sólo cuestión de tiempo y tecnología ver estos objetivos difíciles de alcanzar.

Tal vez, pero los científicos pueden debatir el descubrimiento durante años antes de que sea aceptado.

No, hay algunas cosas en este universo que los humanos no deben entender.

Escapada improbable

Jeremy Schnittman es un astrofísico teórico en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, y está comenzando un proyecto para examinar los datos del telescopio espacial Fermi Gamma-ray para ver señales de luz de alta energía alrededor del borde de un agujero negro que podría haber sido creado por la materia oscura.

«En realidad, apenas estamos comenzando con esta parte del problema», dijo Schnittman. «Como astrofísico teórico, no he hecho muchos análisis de datos en mi carrera, así que es una pequeña curva de aprendizaje para mí. Pero afortunadamente estoy rodeado de gente de Goddard que es experta en los datos de Fermi».

La búsqueda de Schnittman para esta señal de la materia oscura comenzó con un programa de computadora que él ha estado desarrollando por cerca de 10 años. Modela en 3D las trayectorias de las partículas a medida que atraviesan el espacio cerca de un agujero negro, mientras que algunas de ellas se acercan lo suficiente como para orbitar alrededor del agujero negro o caer en él.

Hace poco más de un año, decidió ajustar el programa para modelar partículas de materia oscura. El vídeo resultante muestra cómo los bits subatómicos quedan atrapados en la atracción gravitacional del agujero negro y se arremolinan a su alrededor en una región llamada ergosfera (donde todas las partículas deben orbitar en la dirección de giro del agujero negro). Algunas de las partículas chocan y se destruyen unas a otras (también conocidas como aniquilación), y esto produce un par de rayos gamma.

Estas partículas de luz normalmente podrían caer en el agujero negro, impotentes contra su atracción gravitacional, si no fuera por algo llamado el proceso Penrose.

En 1969, el astrofísico Roger Penrose demostró que si se crean dos fotones muy cerca de un agujero negro, es posible que uno de ellos se escape, mientras que el otro cae dentro. Esto va en contra de la idea comúnmente sostenida de que nada puede escapar de un agujero negro, o al menos nada que pase el «horizonte de sucesos» – el punto en el cual la atracción gravitacional es tan fuerte que nada, ni siquiera la luz, puede ejercer la fuerza suficiente para escapar.

De acuerdo con el principio Penrose, las partículas no se crean más allá de este punto de no retorno, pero en circunstancias normales, es poco probable que cualquiera de las partículas tenga algún medio para conseguirlo.