Los púlsares de la Vía Láctea descartan ciertas partículas ultraligeras de materia oscura

En la búsqueda de la materia oscura, los físicos están trabajando para remover cada piedra hasta encontrar (o descartar) todos los lugares donde pueda estar escondida.

Sabemos que la materia oscura no refleja ni emite ni absorbe la luz, pero constituye la mayor parte de la materia del Universo. Y su falta de interacciones con la radiación electromagnética impide su detección directa mediante métodos experimentales convencionales.

Así, muchos equipos científicos alredor del mundo han intentando crear métodos alternativos para detectarla y estudiarla durante décadas. El último de ellos usa los cadáveres dejados por las estrellas masivas: los púlsares.

Los púlsares son estrellas de neutrones que giran rápidamente y emiten hasta varios cientos de destellos electromagnéticos por segundo. Su regularidad rivaliza con la precisión de los mejores relojes atómicos, lo que convierte a los púlsares en cronometradores cósmicos ideales.

Sin embargo, las distorsiones del espacio-tiempo causadas por ondas gravitacionales que pasan entre los púlsares y la Tierra afectan la regularidad de estos «tic-tac», permitiendo que una red de púlsares actúe como un detector de ondas gravitacionales del tamaño de una galaxia.

Por cierto que se demostró recientemente esta técnica, capturando la señal de fondo de ondas gravitacionales del Universo utilizando una serie de 67 púlsares de la Vía Láctea.

Bien pues la colaboración European Pulsar Timing Array (EPTA: un equipo multinacional de investigadores con sede en diferentes institutos que utiliza seis radiotelescopios en toda Europa) exploró la posibilidad de que los púlsares también puedan actuar como detectores de materia oscura. Específicamente, los investigadores buscaron la candidata a materia oscura más ligera, que se predice estaría distribuida de manera no uniforme en nuestra galaxia.

Las acumulaciones de las partículas ultraligeras en ciertas zonas crearían pozos de potencial gravitacional locales que oscilarían en profundidad con un período que depende de las masas de las partículas. Para acumulaciones de materia oscura lo suficientemente grandes, esta oscilación induciría variaciones pequeñas, pero medibles, en los tiempos de llegada de los pulsos electromagnéticos, imprimiendo un patrón periódico secundario encima de la señal del púlsar.

Al no encontrar tal patrón esperado en los datos de 25 púlsares, la colaboración EPTA puso un límite superior a la posible densidad de materia oscura ultraligera, aunque deja abierta la posibilidad de partículas con masas mayores.

En todo caso, dichas partículas podrían constituir, como máximo, entre el 60 % y el 70 % de la materia oscura de nuestra galaxia, según el análisis de la colaboración.

Así, la búsqueda continúa. La naturaleza de la materia oscura sigue siendo un misterio, pero los diversos experimentos parecen ir cerrando el paso. Aunque no podemos descartar que lo que llamamos materia oscura sea algo completamente nuevo y que necesite de una nueva forma de interpretación física que hasta ahora no tenemos.

En cualquier caso, este camino sigue siendo fascinante.

El artículo de investigación es “Second data release from the European Pulsar Timing Array: Challenging the ultralight dark matter paradigm” publicado en la revista Physical Review Letters.

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