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Ciencia y tecnología 24 nov 2016

Luz invisible para buscar la materia oscura

La materia oscura no es negra. En realidad, es invisible. Está por todas partes –se calcula que supone el 27% del universo– pero no podemos verla porque está demasiado fría y no emite ninguna radiación. Es una materia completamente distinta de todo lo que conocemos. Y para encontrarla hace falta una luz invisible: la radiación Cherenkov. No es extraño que los telescopios que intentan dar con ella se llamen MAGIC.

Las noches no serían tan oscuras si nuestros ojos fueran más sensibles. Veríamos un espectáculo de luces azules producidas por los miles de rayos gamma que atraviesan nuestra atmósfera cada segundo, un fenómeno conocido como radiación Cherenkov.

“Un haz de luz de color azul semejante a los faros de un coche que los telescopios utilizan para sacar una imagen de ella y ver hacia qué dirección del cielo apunta”, explica Werner Hofmann, director del Instituto Max Planck de Astrofísica, que ha visitado Madrid para ofrecer una conferencia en la Fundación BBVA.

Imagen de Werner Hofmann en la Fundación BBVA, explicando cómo detectar materia oscura con los telescopios Cherenkov

Werner Hofmann, durante su conferencia en la Fundación BBVA.

Esta luz invisible a nuestros ojos –pero que puede ser detectada por unos gigantescos telescopios nombrados precisamente como la luz que persiguen– nos puede guiar hasta la materia oscura. Para captar con precisión este destello de luz, que es como una estrella fugaz rapidísima y extremadamente débil, se necesitan áreas de detección muy amplias. Por este motivo, se ha diseñado la Red de Telescopios Cherenkov (CTA, por sus siglas en inglés) que se distribuirá en dos observatorios, uno en cada hemisferio. Cada uno de ellos contará con varias decenas de telescopios de diferentes tamaños (23, 12 y 4 metros de diámetro).

El observatorio del hemisferio norte estará en Roque de los Muchachos, en la isla española de la Palma, donde los telescopios del proyecto MAGIC se dedican ya a perseguir rayos gamma. El del hemisferio sur se instalará en el desierto de Atacama, en Chile. Ambas localizaciones permitirán rastrear la totalidad del cielo y duplicarán la posibilidad de captar fenómenos infrecuentes, como las explosiones de rayos gamma.

¿Cómo saber si la materia oscura existe?

La materia que conocemos y que compone todo lo que nos rodea –la Tierra, el Sol, el resto de planetas y estrellas, incluso los seres vivos– solo representa el 5% del contenido total del universo. Podemos ver esta materia porque emite, refleja o absorbe la luz. El resto del universo está formado por la misteriosa materia oscura (27%) y por la todavía más desconocida energía oscura.

La materia oscura –llamada así no por su color sino porque, al no interactuar con la luz, es invisible– puede ser detectada indirectamente gracias a sus efectos en el resto de los objetos celestes: por ejemplo, en el movimiento de las estrellas de nuestra galaxia. De hecho, parece que fue la materia oscura la que forzó a la materia ordinaria a formar las primeras estrellas en el universo primitivo.

Recreación artística de un telescopio Cherenkov detectando rayos gamma, según explicó Werner Hofmann en una conferencia en la Fundación BBVA.

Telescopio Cherenkov captando rayos gamma - Gabriel Pérez Díaz, Instituto de Astrofísica de Canarias

Muchos físicos afirman, además, que cuando las partículas de materia oscura chocan entre sí, se aniquilan y producen rayos gamma. Precisamente en el corazón de la Vía Láctea existe una fuente desconocida de rayos gamma que podrían estar originados por la aniquilación de partículas de materia oscura allí concentrada.

“La Red de Telescopios Cherenkov, que empezará a operar en 2021, será diez veces más sensible que los instrumentos actuales y podrá captar la aniquilación de partículas de materia oscura  o bien nos permitirá descartar estos modelos”, afirma Werner Hofmann.

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