El descubrimiento por parte del equipo, dirigido por el profesor Judd Bowman de la Universidad Estatal de Arizona, de que las señales implican la materia oscura -que acaba de publicarse en la revista Nature- se basó en un artículo anterior de Nature publicado por un científico de la Universidad de Tel Aviv.
El profesor Rennan Barkana sugirió que la señal es una prueba de las interacciones entre la materia normal y la materia oscura en el universo temprano. Aseguró que el descubrimiento ofrece la “primera prueba directa de que la materia oscura existe y que está compuesta de partículas de baja masa”. La señal, registrada por un novedoso radiotelescopio en el oeste de Australia, se llama EDGES (el experimento para detectar la EoR global (Época) de reionización) Firma), data de 180 millones de años después del Big Bang.
“La materia oscura es la clave para descubrir el misterio de lo que está hecho el universo”, añadió Barkana, jefe del departamento de astrofísica de la Facultad de Física y Astronomía de TAU. “Sabemos bastante sobre los elementos químicos que componen la Tierra, el sol y otras estrellas, pero la mayor parte de la materia del universo es invisible y se conoce como ‘materia oscura’. La existencia de materia oscura se infiere de su fuerte la gravedad, pero no tenemos idea de qué tipo de sustancia es. Por lo tanto, la materia oscura sigue siendo uno de los mayores misterios en la física “, continuó.
“Para resolverlo, debemos viajar en el tiempo. Los astrónomos pueden ver atrás en el tiempo, ya que toma un poco de tiempo llegar a nosotros. Vemos el sol como era hace ocho minutos, mientras que las primeras estrellas inmensamente distantes del universo nos aparecen en la tierra como lo fueron hace miles de millones de años”.
Bowman y sus colegas informaron la detección de una señal de onda de radio a una frecuencia de 78 megahercios. El ancho del perfil observado es en gran medida coherente con las expectativas, pero también encontraron que tenía una mayor amplitud (correspondiente a una absorción más profunda) de lo previsto, lo que indica que el gas primordial estaba más frío de lo esperado. Sugirieron que el gas se enfriaba mediante la interacción del hidrógeno con la materia fría y oscura.
“Me di cuenta de que esta sorprendente señal indica la presencia de dos actores: las primeras estrellas y la materia oscura”, agregó. “Las primeras estrellas en el universo activaron la señal de radio, mientras que la materia oscura colisionó con la materia común y la enfrió. El material extra frío explica naturalmente la fuerte señal de radio”.
Los físicos esperaban que tales partículas de materia oscura fueran pesadas, pero el descubrimiento indica partículas de baja masa. Basándose en la señal de radio, Barkana sostuvo que la partícula de materia oscura no es más pesada que varias masas de protones. “Esta idea por sí sola tiene el potencial de reorientar la búsqueda de la materia oscura”.
Una vez que se formaron las estrellas en el universo temprano, se pronosticó que su luz había penetrado en el gas de hidrógeno primordial, alterando su estructura interna. Esto provocaría que el gas de hidrógeno absorba fotones del fondo de microondas cósmico, a la longitud de onda específica de 21 cm., Imprimiendo una firma en el espectro de radio que debería ser observable hoy a frecuencias de radio por debajo de 200 megahercios. La observación coincide con esta predicción a excepción de la profundidad inesperada de la absorción.
El astrofísico predice que la materia oscura produjo un patrón muy específico de ondas de radio que pueden detectarse con una gran variedad de antenas de radio. Uno de ellos es el SKA (Square Kilometre Array), el radiotelescopio más grande del mundo, actualmente en construcción con estaciones de recepción planificadas en Australia, Nueva Zelanda y Sudáfrica.
“Tal observación con el SKA confirmaría que las primeras estrellas de hecho revelaron la materia oscura”, concluyó Barkana.
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